Manual De Aerodinamica







MANUAL DE AERODINAMICA










INSTRUCTOR:
Piloto Aviador e Ingeniero
Mario R. Ávila D.

Aerodinámica



Índice:
Sección I. Introducción a la aerodinámica
Sección II. Perfil Aerodinámico
Sección III. Ala
Sección IV. Aeronave
Sección V. Aplicación: Ala Fija
Sección VI. Aplicación: Ala rotativa
Sección VII. Estabilidad y control
Anexo I. Fundamentos Físicos




Sección I:
Introduccióna la Aerodinámica

“Hacia el sol he subido y me he unido a la alegría tumultuosa de las nubes partidas por el sol – y he hecho cien cosas que tú no has soñado – girado y flotado y virado, alto en el silencio iluminado por el sol.”
John Gillespie Magee Jr., “Vuelo Alto”

Aerodinámica, ciencia que predice, cuantifica y modela el movimiento del aire alrededor de varios objetos. Considerando que elaire es el fluido alrededor del cual se mueven las aeronaves que tendremos el privilegio de controlar, es de vital importancia que sepamos como influencia este fluido la operación de estas aeronaves.

Existen muchas maneras de aprender como el aire influencia el movimiento de nuestras aeronaves, sin embargo, propongo lo siguiente: Si nosotros quisiéramos realmente aprender cómo construir una casa,lo primero que debemos aprender es cómo funcionan y que fuerzas pueden aguantar los ladrillos, para luego poder crear con esto los cuartos y definir que función tiene cada cuarto, para luego unirlos y crear finalmente una casa funcional. Podemos entonces seguir esta misma aproximación a las aeronaves. Si comprendemos cómo funciona el perfil aerodinámico, podemos usar este conocimiento y aplicarloen 3 dimensiones con un ala, y luego tomar las diferentes partes que usa una aeronave, tanto de ala fija y ala rotativa, y saber el uso de la aeronave en sí.

FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE UNA NAVE
Lo primero que debemos de saber es que toda aeronave es dominada por 4 fuerzas, y dependiendo de qué tan fuerte es cada una, así será la reacción de la aeronave completa (ver la sección de Fuerzas en elanexo 1). Las 4 fuerzas son: Peso, Sustentación, Empuje y Arrastre.


Imagen 1. Las 4 fuerzas marcadas en una aeronave de ala fija en vuelo

Peso: Este es el producto de la masa de la aeronave multiplicada por la gravedad terrestre. Esta fuerza está presente en todos los objetos en la tierra y debe ser neutralizada si queremos despegarnos de la superficie y volar.

Sustentación: Esta es la fuerza quecontrarresta el peso y nos permite elevarnos. La sustentación aerodinámica se basa en los perfiles aerodinámicos y el flujo de aire (Ver más adelante).

Empuje: Como veremos en las siguientes secciones, un perfil aerodinámico necesita movimiento antes de crear sustentación. El empuje es la razón de este movimiento y es creado por los motores de la aeronave.

Arrastre: Es la fuerza contraria alempuje y es causada por varias razones que veremos en detalle más adelante. También recibe el nombre de resistencia.

Estas 4 fuerzas aplican tanto a aeronaves de ala fija como a helicópteros, con las únicas diferencias, como lo veremos a continuación, siendo las causas de estas fuerzas.


Imagen 2. Las 4 fuerzas en un helicóptero.



Sección II:
Perfil Aerodinámico

“¡Lo he visto! ¡Lo he visto! Si,hoy he visto a Wilbur Wright y su gran pájaro blanco, el hermoso pájaro mecánico. ¡No hay duda! Wilbur y Orville Wright han volado excelentemente.”
'Le Figaro' 11 de agosto de 1908

Una gran parte del porque los hermanos Wright lograron elevarse por primera vez aquel 17 de diciembre de 1903, y porque todas las naves desde entonces han sido exitosas al despegar y volar, es el perfil aerodinámico,que permite la sustentación. La forma de este perfil es el resultado de muchas horas de experimentos en túneles de viento y aeronaves reales, obteniendo la forma que permita la mayor cantidad de sustentación y la menor cantidad de arrastre para ciertas condiciones de vuelo, balanceando también otros factores, como la estructura y la misión de la aeronave, de maneras que veremos luego.

PARTES...