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Perfiles Alares

Un perfil alar es una sección del ala de un avión. En el estudio de los perfiles se ignora la configuración en proyección horizontal del ala, como así también los efectos de extremo del ala, flecha, alabeo y otras características de diseño.

 

Terminología

 

1-   La línea de cuerda es una línea recta que une el borde de ataque y el borde de fuga del perfil.

2-   La cuerda es la longitud de la línea anterior. Todas las dimensiones de los perfiles se miden en términos de la cuerda.

3-   La línea de curvatura media es la línea media entre el extradós y el intradós.

4-   Curvatura máxima es la distancia máxima entre la línea de curvatura media y la línea de cuerda. La posición de la curvatura máxima es importante en la determinación de las características aerodinámicas de un perfil.

5-   Espesor máximo es la distancia máxima entre la superficie superior e inferior (extradós e intradós). La localización del espesor máximo también es importante.

6-   Radio del borde de ataque es una medida del afilamiento del borde de ataque. Puede variar desde 0, para perfiles supersónicos afilados, hasta un 2 por 100 (de la cuerda) para perfiles más bien achatados.

 

 

Variables geométricas en los perfiles

 

En la geometría de un perfil existen cuatro variables principales:

1-   Configuración de la línea de curvatura media. Si esta línea coincide con la línea de cuerda, el perfil es simétrico. En los perfiles simétricos la superficie superior e inferior tiene la misma forma y equidistan de la línea de cuerda.

2-   Espesor.

3-   Localización del espesor máximo.

4-   Radio del borde de ataque.

 

 

Clasificación de los perfiles

 

       La mayor parte del desarrollo de perfiles en los Estados Unidos ha sido realizado a partir de 1929 por el Comité Nacional de Aeronáutica (NACA), que fue precursor de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA). Las primeras series estudiadas fueron las llamadas “de cuatro dígitos”. El primero de los dígitos daba la curvatura en porcentaje de la cuerda; el segundo daba la posición de la curvatura máxima en décimas de la cuerda y los dos últimos dígitos el espesor máximo en porcentaje de la cuerda. Por ejemplo , un perfil NACA 2415 tiene la curvatura máxima del 2 %  de la cuerda, situada en el punto del 40 % de la cuerda (medido desde el borde de ataque) y con un espesor máximo del 15 % de la cuerda. El perfil NACA 0012 es un perfil simétrico (de curvatura 0) y con un espesor del 12 % de la cuerda.

        El desarrollo posterior llevó a las series de cinco dígitos, “series 1”, y, con la llegada de altas velocidades, los denominados de flujo laminar. Estos corresponden a las “series 6 y 7” y resultan del desplazamiento hacia atrás del punto de espesor máximo y la reducción del radio de borde de ataque. De este diseño se obtiene dos resultados principales. En primer lugar se desplaza hacia atrás el punto de presión mínima, aumentando con ello la distancia desde el borde de ataque en la que existe flujo laminar y reduciendo la resistencia. En segundo lugar, aumenta el número crítico de mach, permitiendo incrementar la velocidad del avión sin la aparición de problemas de compresibilidad. En los perfiles de “serie 6”, el primer dígito indica la serie y el segundo la posición de presión mínima en décimas de la cuerda. El tercer dígito representa el coeficiente de sustentación en décimas y los dos últimos dígitos el espesor en porcentaje de la cuerda. Por ejemplo el NACA 64-212 es un perfil de la serie 6 con el punto de presión mínima en el 40 % de la cuerda, un coeficiente de sustentación de diseño de 0,2 y espesor del 12 % de la cuerda.

 

 

GLOSARIO

 

Número de Mach

 

     Debido a la importancia de la velocidad del avión en relación con la velocidad del sonido en el vuelo a altas velocidades, las velocidades se miden normalmente en número de Mach (en honor al físico austriaco Ernst Mach). El número de Mach equivale a la velocidad verdadera del avión dividida por la velocidad del sonido.

  

Flujo laminar

 

     Corriente o flujo uniforme de aire con muy poca transferencia de momento entre las capas paralelas.

 

Número crítico de Mach

 

     A cierto número de Mach de vuelo, la velocidad local en la parte superior del ala alcanza la del sonido, Mach = 1. El número de Mach de vuelo que esto sucede se conoce como número crítico de Mach.

 

Centro de presión

 

     Punto de la cuerda donde actúa la fuerza aerodinámica.

 

Coeficiente de sustentación

 

     Puede definirse como la relación entre la presión de sustentación y la presión dinámica, es una medida de la efectividad del perfil para producir sustentación.