Perfil alar
En aeronàutica es denomina perfil alar, perfil aerodinàmic o simplement perfil, a la forma de l'àrea travessera d'un element, que en desplaçar-se a través del aire és capaç de crear al seu entorn una distribució de pressiones que genere sustentació.
És una de les consideracions més importants en el disseny de superfícies sustentadoras com ales, o d'atres cossos similars com els álabes d'una turbina o compressor, palas d'hèlices o de rotors en helicòpters i estabilisadors.
Segons el propòsit que es perseguixca en el disseny, els perfils poden ser més fins o grossos, curvos o poligonales, simètrics o no, i inclús el perfil pot anar variant a lo llarc de l'ala.
No obstant, este concepte no es llimita solament a les aeronaus, ya que tot objecte posseïx un perfil característic, la forma del qual pot:
- Presentar major o menor resistència a l'alvanç en un decorregut; per lo tant, una major o menor facilitat de moviment en dit decorregut.
- Generar forces dinàmiques sobre el mateix, de major o menor intensitat en conjunció al desplaçament de dit objecte en el decorregut en el que es troba.
Nocions bàsiques
[editar | editar còdic]
En sumergir un cos romo en el sí d'una corrent decorreguda, sempre apareix una força que espenta al cos sumergit. Imaginem que introduïm verticalment un tauló de fusta en un riu. El perfil en este cas serà un rectàngul, que és la secció del tauló. Observarem que la força que arrastra dit tauló corrent avall és chicoteta quan enfrontem la cara més estreta a la corrent, i la resistència és gran si enfrontem a la corrent la cara més ampla. Esta força que espenta en el sentit de la corrent es denomina resistència. Observem que esta resistència varia conforme girem el tauló respecte a un eix llongitudinal, és dir, conforme variem l'àngul que forma la secció del tauló en la direcció de la corrent. Eixe àngul es denomina àngul d'atac.
Quan la corrent decorreguda incidix sobre el tauló en cert àngul d'atac, ademés de la mencionada força de resistència, apareix una atra força que no té la direcció i el sentit de la corrent, sino una direcció perpendicular a ella. Esta força perpendicular al sentit de la corrent, que també depén de l'àngul d'atac, es denomina sustentació i pot ser moltes voltes major que la de resistència. En aplicacions en les que desigem que una corrent decorreguda "espente" en la major força possible a un sòlit, este sòlit es dissenyarà de manera que tinga la forma i l'àngul d'atac adequats per a conseguir la màxima sustentació i la menor resistència possible. La forma del perfil alar influïx substancialment en les forces de sustentació i resistència que apareixeran. El tauló de l'eixemple, de perfil rectangular, demostra ser poc eficient des del punt de vista aerodinàmic, puix els perfils eficaços normalment presenten una resistència molt menor i una sustentació enorme. Per a això solen tindre redonejada la zona enfrontada a la corrent (vora d'atac), i esmolada la zona oposta (vora de fuga o vora d'eixida).
Habitualment les característiques aerodinàmiques d'un perfil alar es troben sometent a ensaig models de perfils en un túnel aerodinàmic (també cridat túnel de vent) o en un túnel o canal hidrodinàmic. En ells es medixen la sustentació i la resistència en variar l'àngul d'atac i les condicions de la corrent decorreguda (normalment la velocitat d'esta), i es duen a unes gràfiques de característiques del perfil.
Els primers models de perfils ensajats en túnels de vent varen sorgir a partir de seccions de peixos congelats. Des de mediats de el XX es dispon d'importants catàlecs publicats que definixen la geometria d'un perfil i les seues curves aerodinàmiques. Durant la Primera Guerra Mundial, els ensajos realisats en Gottingen varen contribuir al disseny dels primers perfils moderns, fins que a partir de la Segona Guerra Mundial, va prendre el relleu en els Estats Units el Comité Nacional d'Aeronàutica (NACA), antecessor de l'actual NASA, que ha desenrollat la major part dels perfils amprats en l'actualitat. No obstant, les característiques aerodinàmiques d'alguns perfils amprats en l'aviació militar, seguixen sent alt secret.
Parts i regions d'un perfil
[editar | editar còdic]- Brode d'atac (leading edge).- És la part davantera del perfil alar. Se li denomina “vora d'atac” ya que és la primera part que pren contacte en la corrent d'aire, provocant que esta es bifurque cap al intradós i el extradós.
- Brode d'eixida (trailing edge).- Cridat també “vora de fuga”. Correspon al punt en el que les corrents d'aire provinents del intradós i extradós confluïxen i abandonen el perfil. Encara que en la majoria dels gràfics se li trace de forma aguda, no sempre sol ser aixina, tenint en alguns casos una terminació quadrada.
- Intradós (lower surface).- Terme genèric que denota la part interior d'una estructura. En un perfil de superfícies correspon a la part inferior del mateix.
- Extradós (upper surface).- Cridat també “trasdós”, és un terme genèric que denota la part exterior d'una estructura. En un perfil de superfícies correspon a la part superior del mateix.
- Regió de curvatura màxima.- Àrea d'un perfil de superfícies compresa entre l'abscissa (eix X) del punt d'inici de la vora d'atac i l'abscissa de la curvatura màxima.
- Regió de gruixa màxima.- Àrea d'un perfil de superfícies compresa entre l'abscissa del punt d'inici de la vora d'atac i l'abscissa de la gruixa màxima.
Vore també
[editar | editar còdic]- Ala
- Avió
- Capa llímit
- Dispositiu hipersustentador
- Entrada en pèrdua
- Resistència aerodinàmica
- Sustentació
- Foil kite (Cometa de làmina) (en anglés)
- Parafoil (Per a-ala) (en anglés)
Referències
[editar | editar còdic]- Aníbal Carmona (en espanyol). Aerodinàmica i actuacions de l'avió, 12.ª. edició (2004). Editorial Paraninfo.
- [1] Ventages d'un fuselage en perfil d'ala (p.ej., el 'Facetmobile') front a un convencional, cilíndric.
- 'Theory of Wing Sections', I H Abbott i A I von Doenhoff, Ed Dover, 1959. ISBN 978-0486-60586-9 (Resum de tots els estudis NACA/NASA sobre perfils d'ala)
- Este artícul conté una traducció derivada de «Perfil alar» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.