UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

Introducción a la ciencia aeroespacialSemestre enero - junio del 2014

Principales tipos de alas

Nombre: Mario Fernando Castillo Urías.Matrícula: 1691619. Grupo: 004.Hora: M2.Días: 1,3,5 .Profesor: Dr. César Martínez Torres

San Nicolás de los Garza, Nuevo León; a lunes 24 de febrero del 2014.

El diseño de alas ha venido evolucionando desde el nacimiento de la aviación. Antes se diseñe un ala, tenemos que saber cuál será su misión, ¿a qué tipo de fuselaje estará atada? ¿A qué altura operará? ¿Tiene que soportar velocidades súper sónicas?; de aquí la razón de encontrar numerosos tipos de alas.A continuación se presentará una lista con los principales tipos de alas, con sus características, ventajas y desventajas.

Ala rectangular.Es una buena ala de propósito general. Puede soportar una carga razonable y velocidades normales, pero no tiene ningún aspecto extraordinario. Es ideal para las aeronaves chicas y personales, debido a su bajo costo, facilidad de construcción y manutención, su forma se observa en la figura 1.Conserva una sustentación elevada con grandes ángulos de ataque, pero en el caso de altas velocidades tiene una resistencia muy grande, particularmente cuando se supera el régimen subsónico.

Existen variantes de esta, como la ala trapezoidal (Figura 2). Ésta cuenta con buen rendimiento a velocidades supersónicas, sin embargo, fue un tanto difícil de fabricar.

Figura 1

Figura 2

Ala elíptica.Es similar al ala rectangular, la diferencia es que la cuerda y el espesor de esta ala disminuyen progresivamente hacia los extremos, como se ve en la figura 3. Fue el ala común para los estabilizadores de los 30’s y 40’s. Su funcionamiento es excepcional para planeadores, gracias a su gran longitud alar, que produce sustentación sin necesidad de un gran momento aerodinámico.Este tipo de ala es algo difícil de fabricar. Un ejemplo notable de esta ala lo encontramos en el avión de combate británico, el Supermarine Spitfire (figura 4).

Ala en flecha.Es la ala de elección para los aviones impulsados por turbofanes. Necesita más velocidad para producir sustentación pero produce mucho menos arrastre en el proceso, lo que significa que el avión puede volar más rápido. Trabaja muy bien a grandes alturas, donde la mayoría de los aviones de línea vuelan.Otra ventaja de esta configuración es el incremento del número Mach crítico. Esto significa que el avión puede volar a una velocidad subsónica más alta sin encontrarse con ondas de choque causadas por aire supersónico.La forma más común del ala en flecha es con los extremos de esta dirigidos hacia atrás como en la figura 6.

Figura 3Figura 4

Figura 5

Figura 6

Ala en flecha invertida.Es similar al ala en flecha, con la diferencia que los extremos se dirigen al frente. Presenta ventajas como mayor manioabrilidad en velocidades supersónicas.Este diseño es sumamente inestable en velocidades altas, y cuando se empezaron a diseñar estas alas, era muy complicado combinar la dureza que necesitaban con un peso ligero.La forma se muestra en la figura 7. En la decada de los 80’s se desarrolló el Grumman X-29, el cual contaba con esta configuración (Figura 8)

Flecha variable.Este tipo de ala cambia su ángulo con respecto al fuselaje según se necesite. Eso ofrece grandes ventajas, en especial por la adaptación a las fuerzas supersónicas, donde se necesita la configuración de flecha máxima, que es la parte sombreada de la figura 9.La desventaja principal son los complicados mecanismos para mover el ala.

Figura 7 Figura 8

Figura 9 Tres configuraciones comunes del ala variable

Flecha delta.Esta ala sigue el concepto de la ala en flecha, haciendo la flecha más pronunciada (figura 10), formando una figura similar a un triángulo, lo que forma un ángulo más cerrado con el fuselaje y en consecuencia crea menos arrastre.La desventaja es que esta ala debe de volar extremadamente rápido para que sea efectiva, es por eso que sólo la encontramos en aviones supersónicos, como aviones de combate, o en el transbordador espacial (figura 11).Existen variantes del ala delta, como el ala delta con timones canard (figura 12) o doble delta (figura 13).El ala delta con timones canard, a diferencia del ala delta regular, cuenta con estabilizadores horizontales al frente del fuselaje. Este prototipo estaba pensado para salvar el avión en caso de que entrara en pérdida precisamente con los estabilizadores horizontales.

Figura 10

Figura 11

Figura 12

Figura 13Aeronave en ala delta con dos timones

Referencias:http://www.aeronautics.nasa.gov/pdf/wing_design_k-12.pdfhttp://fdra.blogspot.mx/2011/01/aerodinamica-diferentes-tipos-de-alas-1.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ala_(Aeronáutica)http://aviators.hubpages.com/hub/Aircraft-wings-Wing-platforms-and-configurations