Ondas de choque

Aeronaves y Vehículos Espaciales
Tema 4 – Aerodinámica del Avión
Parte III - Regímenes Subsónico y Supersónico
Sergio Esteban Roncero Francisco Gavilán Jiménez Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos Escuela Superior de Ingenieros Universidad de Sevilla Curso 2009-2010
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Contenido
Introducción Régimen Compresible Subsónico
Número deMach crítico Divergencia de la resistencia Perfiles supercríticos Alas en flecha

Régimen Supersónico
Alas delta y alas cortas

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Introducción - I
Flujo subsónico
El número de Mach verifica M < 1 en todo el campo fluido. Para casos fuselados, una condición aproximada que garantiza M1.2.
Este valor es orientativo, ya que la geometría del cuerpo juegaun papel muy importante.

Flujo transónico:

Flujo supersónico:

Flujo hipersónico:

Régimen a velocidades supersónicas muy grandes Las temperaturas asociadas son tan elevadas que se producen reacciones químicas en el aire Caracterización orientativa, es M∞ >5. Aeronaves y Vehículos Espaciales 3
Disociación de las moléculas O2 y N2.

Introducción - II
Los flujos compresiblessubsónicos son cualitativamente similares a los incompresibles Los flujos supersónicos son completamente diferentes a los incompresibles, estando caracterizados por la existencia de ondas de choque y de expansión:
Capas muy delgadas de espesor del orden de 10-5 cm. Las variables fluidas sufren variaciones muy drásticas a uno y otro lado de la onda. Matemáticamente, las ondas se traducen endiscontinuidades de las variables fluidas.

En las ondas de choque:
El Mach y la velocidad disminuyen Presión densidad y temperatura aumentan. En las ondas de choque normales (a la corriente) la disminución de la velocidad puede ser tan brusca que la corriente pasa a ser subsónica (M μ . La región exterior a la onda de choque no nota la presencia del cuerpo hasta que se encuentra con ella (las perturbacionesno viajan aguas arriba).

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Introducción - IV

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Introducción - IV

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Introducción - IV

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Introducción – V

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Contenido
Introducción Régimen Compresible Subsónico
Número de Machcrítico Divergencia de la resistencia Perfiles supercríticos Alas en flecha

Régimen Supersónico
Alas delta y alas cortas

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Régimen Compresible Subsónico
Estudio de la variación del coeficiente de presión al incrementar el Mach:
Para valores M∞ M∞.
Hay que tener en cuenta que el fluido se acelera y la velocidad del sonido disminuye localmente al caerla presión.

El valor de M∞ para el cual en un punto del extradós se obtiene por primera vez un Mach local M = 1 se llama número de Mach crítico. El valor de cp en dicho punto, cuando el Mach local es M = 1, se llama cp crítico, cp,cr Éste es el mínimo valor de cp sobre el perfil.

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Número de Mach Crítico – I (bis)

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Transonic Flow

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Transonic Flow

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Transonic Flow

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Transonic Flow

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Número de Mach Crítico - II
Variación del Mach crítico en función del espesor:
Mach crítico es mayor para perfiles más delgados:
perturba menos ala corriente incidente. la expansión en el extradós es menor el incremento de velocidad también es menor M∞ puede llegar a valores mayores antes de que se alcance Mach local M = 1.

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Número de Mach Crítico - III
El Mcr de un perfil es muy importante, ya que si M∞>Mcr se produce un incremento muy grande de la resistencia aerodinámica. Desde el punto...