SUSTENTACIÓN AERODINÁMICA

SUSTENTACIÓN
AERODINÁMICA
.
1

 4. Dispositivos hipersustentadores.
 4.1. Dispositivos pasivos.
 4.1.1. Flaps.

Índice

 4.1.2. Slats.
 4.2. Dispositivos activos.

 1. Introducción.
 2. Referencias históricas.
 2.1. Teoría del fluido ideal.
 2.2. Teoría de Newton.
 2.3. Principio de Bernouilli.
 2.4. Teoría de Helmholtz.
 2.5. Efecto Magnus.
 2.6. Teoría deKutta y Youkowski.

 3. Expresión matemática de la

sustentación.
 3.1. Coeficiente de Sustentación CL
 3.2. Perfil alar.
 3.3. Capa límite.
 3.4. Ángulo de ataque y su influencia
en la sustentación.
 3.5. Concepto de entrada en pérdida.

 4.2.1. Flap soplado.
 4.2.2. Toberas vectoriales.
 4.2.3. Generadores de torbellinos.
 4.3. Spoilers o aerofrenos.

 5. Sustentación enaeronaves de ala

giratoria.
 6. Aplicaciones alternativas de la
sustentación.
 6.1. Sustentación o downforce en
automovilismo.
 6.1.1. Alerones y apéndices
aerodinámicos.
 6.1.2. Efecto suelo.
 6.2. Embarcaciones con sustentación
dinámica/hidrofoils.

2

1.Introducción.
Sustentación:
Es la fuerza generada sobre un cuerpo que se desplaza a
través de un fluido, dedirección perpendicular a la
velocidad de la corriente incidente.
Si el fluido en estudio es la atmósfera, nos referiremos a la
sustentación aerodinámica.
La sustentación aerodinámica se representa con la letra L,
del término inglés Lift.

3

1. Introducción.


Atmósfera.

Se denomina aire, a la mezcla de gases que componen la atmósfera.
Composición: Nitrógeno (78%), Oxígeno (21%), Vapor de agua (0-

7%) y pequeñas partes de gases nobles.
Parámetros básicos:
Densidad  (ρ): Es función de la altitud, temperatura, presión y otros
parámetros como la humedad. A nivel del mar y 15 °C, la densidad
del aire es 1,225 kg/m3.
Viscosidad (μ): 1800 mPa·s ( a 1atm y 20 °C)
Ambos parámetros son fundamentales para que la sustentación
aerodinámica sea posible.
4

2. Referenciashistóricas.
2.1 Teoría del fluido ideal.
 Primera valoración y aproximación histórica al concepto de

sustentación.
 Consiste en una placa plana colocada a través de un flujo, con un
determinado ángulo , las líneas de corriente se desvían.
 No produce sustentación.
μ= 0 ; L=0

5

2. Referencias históricas.
2.2. Teoría de Newton (1700).
 Newton introduce la variación de la cantidadde movimiento.
 Toma un volumen de control.
 No tiene en cuenta la función que tiene la superficie superior del

plano aerodinámico.
 Concluye que es imposible volar.

6

2. Referencias históricas.
2.3. Principio de Bernoulli.
 En un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de
circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el
fluido permanece constante alo largo de su recorrido.
 Implica que un incremento de velocidad producirá un descenso
de la presión.

7

2. Referencias históricas.
2.4. Teoría de Helmholtz (1860).
 Tiene en cuenta la presión en la “zona de aire muerto”.
 Se produce una depresión en el extradós (parte superior del
perfil)
 Intuye el concepto de “entrada en pérdida”.

8

2. Referencias históricas.
2.5.Efecto Magnus (1852).
 Introduce el concepto de rotación de un objeto a través de un
fluido.
 La rotación del objeto modifica la trayectoria del objeto.
 En un lado del objeto, existe mayor velocidad, lo que reduce la
presión. Este efecto asimétrico produce una fuerza perpendicular
a la corriente.

9

2. Referencias históricas.
2.6. Teoría de Kutta y Youkoswski (1902-1906).
Introduce el concepto de circulación alrededor del perfil.
 La circulación es la integral de línea de la velocidad del fluido.
 Se definen los bordes de entrada y de salida. Líneas de corriente

paralelas a la placa. Borde de salida afilado.
 Youkoswski establece bordes de ataque redondeados. Mayor
aproximación.

10

3. Expresión matemática.
 Modelo básico para un objeto de...