Estudio Experimental sobre los Efectos del Deslizamiento Lateral y los Ángulos de Deflexión del Timón en la Aerodinámica de la Cola Vertical de una Aeronave a Bajas Velocidades
Autores: Shams Taleghani, Arash; Yektaei, Saeid; Esfahanian, Vahid; Abdolahipour, Soheila
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio Experimental sobre los Efectos del Deslizamiento Lateral y los Ángulos de Deflexión del Timón en la Aerodinámica de la Cola Vertical de una Aeronave a Bajas Velocidades
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Masa de la aeronave
Cola vertical
Rendimiento aerodinámico
Deflexiones del timón
ángulos de deslizamiento
Coeficientes de resistencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La cola vertical juega un papel crucial en la estabilidad direccional y el control lateral de las aeronaves, especialmente durante operaciones a baja velocidad como el despegue y el aterrizaje. Este estudio examina el efecto de la masa de la aeronave en la geometría de la cola vertical a través de un análisis estadístico de 65 parámetros de diseño de aeronaves de jets civiles. Se investigó además el rendimiento aerodinámico de un modelo de cola vertical a escala reducida del Boeing 777-200 en un túnel de viento a baja velocidad bajo deflexiones del timón y ángulos de deslizamiento. Se realizaron experimentos a velocidades de corriente libre de 20 y 30 m/s, correspondientes a números de Reynolds de 5 x 10^5 y 7.5 x 10^5, con ratios de bloqueo del modelo por debajo del 2% en todas las configuraciones. Se midieron los coeficientes de fuerza lateral y de arrastre para deflexiones del timón de -30 grados a +30 grados y ángulos de deslizamiento de -7.5 grados a +7.5 grados. Los resultados muestran una variación casi lineal de la fuerza lateral con la deflexión del timón, mientras que el arrastre exhibe una no linealidad notable en deflexiones más altas. A cero deslizamiento, aumentar la deflexión del timón de 0 grados a 30 grados elevó el coeficiente de fuerza lateral de 0 a 0.65, con una incertidumbre máxima de +/-0.011, mientras que la incertidumbre del coeficiente de arrastre se mantuvo por debajo de +/-0.0055. Además, la aplicación de deslizamiento positivo o negativo resultó en variaciones sustanciales en el coeficiente de fuerza lateral, alcanzando valores de hasta +/-1.1 dependiendo de la dirección. Al integrar datos experimentales con análisis estadístico de geometrías de aeronaves reales, este estudio proporciona referencias cuantitativas confiables y destaca la importancia aerodinámica de la cola vertical.
Descripción
La cola vertical juega un papel crucial en la estabilidad direccional y el control lateral de las aeronaves, especialmente durante operaciones a baja velocidad como el despegue y el aterrizaje. Este estudio examina el efecto de la masa de la aeronave en la geometría de la cola vertical a través de un análisis estadístico de 65 parámetros de diseño de aeronaves de jets civiles. Se investigó además el rendimiento aerodinámico de un modelo de cola vertical a escala reducida del Boeing 777-200 en un túnel de viento a baja velocidad bajo deflexiones del timón y ángulos de deslizamiento. Se realizaron experimentos a velocidades de corriente libre de 20 y 30 m/s, correspondientes a números de Reynolds de 5 x 10^5 y 7.5 x 10^5, con ratios de bloqueo del modelo por debajo del 2% en todas las configuraciones. Se midieron los coeficientes de fuerza lateral y de arrastre para deflexiones del timón de -30 grados a +30 grados y ángulos de deslizamiento de -7.5 grados a +7.5 grados. Los resultados muestran una variación casi lineal de la fuerza lateral con la deflexión del timón, mientras que el arrastre exhibe una no linealidad notable en deflexiones más altas. A cero deslizamiento, aumentar la deflexión del timón de 0 grados a 30 grados elevó el coeficiente de fuerza lateral de 0 a 0.65, con una incertidumbre máxima de +/-0.011, mientras que la incertidumbre del coeficiente de arrastre se mantuvo por debajo de +/-0.0055. Además, la aplicación de deslizamiento positivo o negativo resultó en variaciones sustanciales en el coeficiente de fuerza lateral, alcanzando valores de hasta +/-1.1 dependiendo de la dirección. Al integrar datos experimentales con análisis estadístico de geometrías de aeronaves reales, este estudio proporciona referencias cuantitativas confiables y destaca la importancia aerodinámica de la cola vertical.