Date post: | 08-Sep-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | jose-luis-ccoyllo-llacsa |
View: | 236 times |
Download: | 9 times |
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
RESISTENCIA
Parsita e Inducida
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia
La resistencia es la fuerza que impide o retarda el movimiento de un vehculo en movimiento que puede
ser un aeroplano o un automvil. La resistencia acta de
forma paralela y en la misma direccin que el viento
relativo, aunque tambin podramos afirmar que la
resistencia es paralela y de direccin opuesta a la
trayectoria
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia
Desde un punto de vista aerodinmico, cuando un perfil de un ala por ejemplo se desplaza a travs del aire hay
dos tipos de resistencia:
La resistencia debida a la friccin del aire sobre la superficie del ala, y
La resistencia por la presin del propio aire oponindose al movimiento de un objeto en su seno
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia
La resistencia por friccin es proporcional a la viscosidad, que en el aire es muy baja, de manera que
la mayora de las veces esta resistencia es pequea
comparada con la producida por la presin, mientras
que la resistencia debida a la presin depende de la
densidad de la masa de aire.
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia
Ambas resistencias crean una fuerza proporcional al rea sobre la que actan y al cuadrado de la velocidad. Una
parte de la resistencia por presin que produce un ala por
ejemplo, depende de la cantidad de sustentacin producida
A esta parte se le denomina resistencia inducida, denominndose resistencia parsita a la suma del resto de
resistencias.
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia
La frmula de la resistencia (en ingles "drag") tiene la misma forma que la de la sustentacin:
D=CD*q*S
Donde:
CD es el coeficiente de resistencia, dependiente del tipo de perfil y del ngulo de ataque; q la presin
aerodinmica (1/2dv) siendo d la densidad y v la
velocidad del viento relativo; y S la superficie alar.
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia Inducida
La resistencia inducida, indeseada pero inevitable, es un producto de la sustentacin, y se incrementa en
proporcin directa al incremento del ngulo de ataque.
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia Inducida
Al encontrarse en la parte posterior del ala la corriente de aire que fluye por arriba con la que fluye por debajo,
la mayor velocidad de la primera deflecta hacia abajo a
la segunda haciendo variar ligeramente el viento
relativo, y este efecto crea una resistencia.
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia Inducida
Este efecto es ms acusado en el extremo del ala, pues el aire que fluye por debajo encuentra una va de escape
hacia arriba donde hay menor presin, pero la mayor
velocidad del aire fluyendo por arriba deflecta esa
corriente hacia abajo producindose resistencia
adicional. Este movimiento de remolino crea vrtices
que absorben energa del avin
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia Inducida
Representadas de forma grfica la sustentacin y la resistencia, la fuerza aerodinmica se descompone en
dos fuerzas: una aprovechable de sustentacin y otra no
deseada pero inevitable de resistencia
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia Inducida
Se deduce entonces que la resistencia inducida aumenta a medida que aumenta el ngulo de ataque. Pero si para mantener la misma
sustentacin ponemos ms velocidad y menos ngulo de ataque, la
resistencia inducida ser menor, de lo cual deducimos que la
resistencia inducida disminuye con el aumento de velocidad.
La figura nos muestra la relacin entre la resistencia inducida, la velocidad, y el ngulo de ataque.
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia Inducida
En la resistencia inducida tambin tiene influencia la forma de las alas; un ala alargada y estrecha tiene
menos resistencia inducida que un ala corta y ancha
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia Parsita
Es la producida por las dems resistencias no relacionadas con la sustentacin, como son: resistencia al avance de las partes del avin
que sobresalen (fuselaje, tren de aterrizaje no retrctil, antenas de
radio, etc.); entorpecimiento del flujo del aire en alas sucias por
impacto de insectos o con formacin de hielo; rozamiento o friccin
superficial con el aire; interferencia del flujo de aire a lo largo del
fuselaje con el flujo de las alas; el flujo de aire canalizado al
compartimento del motor para refrigerarlo (que puede suponer en
algunos aeroplanos cerca del 30% de la resistencia total); etc...
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia Parsita
Tambin, la superficie total del ala y la forma de esta afecta a la resistencia parsita; un ala ms alargada
presenta mayor superficie al viento, y por ello mayor
resistencia parsita, que un ala ms corta. Lgicamente,
cuanto mayor sea la velocidad mayor ser el efecto de
la resistencia parsita: la resistencia parsita aumenta
con la velocidad
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia Parsita
Si la resistencia inducida es un producto de la sustentacin, y en la resistencia parsita tienen
influencia la superficie alar y la forma del ala, es obvio
que prcticamente todos los factores que afectan a la
sustentacin afectan en mayor o menor medida a la
resistencia.
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Resistencia Total
La resistencia total del avin es pues la suma de dos tipos de resistencia: la resistencia inducida y la
resistencia parsita.
= +
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Determinacin del CD
La resistencia pura del perfil est compuesta por diferentes tipos de resistencias entre las que se
encuentran la de presin Fx(p) y la de friccin Fx(r):
Tambin:
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Determinacin del CD
Ahora, se necesita calcular el valor de los dos coeficientes de resistencia, el correspondiente a la
presin y el correspondiente a la friccin con la
superficie del perfil.
Para determinar el coeficiente de resistencia debido a la distribucin de presiones por la superficie es necesario
restablecer la forma constructiva del modelo que se va a
fabricar para tener una derivada (ds) determinada, hay
que separar a lo largo del eje x del cuerpo una seccin
elemental normal al eje x. La fuerza de resistencia en
esta ser igual a: , =
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Determinacin del CD
La frmula de la resistencia aerodinmica total creada por un avin en vuelo es:
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Determinacin del CD
Por lo tanto, la frmula del coeficiente aerodinmico de resistencia es:
As pues, la resistencia aerodinmica total es la suma de la resistencia parsita y la inducida, por lo que:
Ma
r
c
o
P
o
l
o
V
i
l
l
a
n
u
e
v
a
Determinacin del CD
La frmula de la resistencia aerodinmica total creada por un automvil en movimiento es idntica a la utilizada
en aeronutica.
La utilizacin del coeficiente es mucho ms cmoda que la utilizacin de fuerzas