Mejora de la Eficiencia de las Alas a Bajo Número de Reynolds
Autores: Traub, Lance W.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejora de la Eficiencia de las Alas a Bajo Número de Reynolds
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Rendimiento aerodinámico
Segmentación de alas
Número de Reynolds
Resistencia
Sustentación
Eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El rendimiento aerodinámico de las alas se degrada severamente a bajo número de Reynolds; la sustentación a menudo se vuelve no lineal, mientras que la resistencia aumenta significativamente, causada por grandes extensiones de separación. En consecuencia, se implementa un enfoque de diseño de alas no convencional para evaluar su capacidad de mejorar el rendimiento. La metodología de diseño es la segmentación de alas, donde el ala se divide en paneles a lo largo de la envergadura que pueden separarse, generando así pequeños espacios entre los paneles. Se fabricó un ala de relación de aspecto moderada compuesta por cuatro paneles de ala separados y se probó en un túnel de viento a través de un rango de Re de 40,000 a 80,000. Se utilizaron datos de balance de fuerzas y visualización del flujo en la superficie para caracterizar el rendimiento. Los resultados indican que la segmentación es efectiva para aumentar significativamente la eficiencia a números de Reynolds en los que el ala fusionada (es decir, sin espacios) muestra grandes extensiones de separación abierta. La resistencia se reduce considerablemente, mientras que la sustentación aumenta y el estancamiento se retrasa. Se observó que el beneficio de la segmentación disminuía a números de Re más altos, donde el rendimiento del ala fusionada mejora notablemente. La segmentación de alas podría encontrar aplicación en el diseño de vehículos aéreos no tripulados micro y drones. Un estudio adicional implicaría los efectos de la relación de aspecto y el número de paneles a lo largo de la envergadura en el rendimiento.
Descripción
El rendimiento aerodinámico de las alas se degrada severamente a bajo número de Reynolds; la sustentación a menudo se vuelve no lineal, mientras que la resistencia aumenta significativamente, causada por grandes extensiones de separación. En consecuencia, se implementa un enfoque de diseño de alas no convencional para evaluar su capacidad de mejorar el rendimiento. La metodología de diseño es la segmentación de alas, donde el ala se divide en paneles a lo largo de la envergadura que pueden separarse, generando así pequeños espacios entre los paneles. Se fabricó un ala de relación de aspecto moderada compuesta por cuatro paneles de ala separados y se probó en un túnel de viento a través de un rango de Re de 40,000 a 80,000. Se utilizaron datos de balance de fuerzas y visualización del flujo en la superficie para caracterizar el rendimiento. Los resultados indican que la segmentación es efectiva para aumentar significativamente la eficiencia a números de Reynolds en los que el ala fusionada (es decir, sin espacios) muestra grandes extensiones de separación abierta. La resistencia se reduce considerablemente, mientras que la sustentación aumenta y el estancamiento se retrasa. Se observó que el beneficio de la segmentación disminuía a números de Re más altos, donde el rendimiento del ala fusionada mejora notablemente. La segmentación de alas podría encontrar aplicación en el diseño de vehículos aéreos no tripulados micro y drones. Un estudio adicional implicaría los efectos de la relación de aspecto y el número de paneles a lo largo de la envergadura en el rendimiento.