Acorde (aeronáutica)

Línea recta imaginaria que une los bordes de ataque y de salida de un perfil aerodinámico.

Nomenclatura del perfil aerodinámico que muestra la línea de cuerda

Línea de cuerda de una sección del perfil aerodinámico de una turbina.

Acordes en un ala en flecha

En aeronáutica , la cuerda es una línea recta imaginaria que une el borde de ataque y el borde de salida de un perfil aerodinámico . La longitud de la cuerda es la distancia entre el borde de salida y el punto donde la cuerda se cruza con el borde de ataque. ^{[1] [2]} El punto en el borde de ataque utilizado para definir la cuerda puede ser el punto de superficie de radio mínimo. ^[2] Para un perfil aerodinámico de turbina, la cuerda puede definirse por la línea entre los puntos donde la parte delantera y trasera de una sección de pala bidimensional tocarían una superficie plana cuando se colocara con el lado convexo hacia arriba. ^[3]

El ala , el estabilizador horizontal , el estabilizador vertical y las palas de la hélice /rotor de un avión se basan en secciones de perfil aerodinámico, y el término cuerda o longitud de cuerda también se utiliza para describir su ancho. La cuerda de un ala, estabilizador y hélice se determina midiendo la distancia entre los bordes de ataque y de salida en la dirección del flujo de aire. (Si un ala tiene una forma en planta rectangular , en lugar de ahusada o en flecha, entonces la cuerda es simplemente el ancho del ala medido en la dirección del flujo de aire). El término cuerda también se aplica al ancho de los flaps , alerones y timones del ala . una aeronave.

El término también se aplica a los perfiles aerodinámicos de compresores y turbinas en motores de turbina de gas , como los motores turborreactor , turbohélice o turbofan para la propulsión de aviones.

Muchas alas no son rectangulares, por lo que tienen diferentes cuerdas en diferentes posiciones. Por lo general, la longitud de la cuerda es mayor donde el ala se une al fuselaje de la aeronave (llamada cuerda de raíz ) y disminuye a lo largo del ala hacia la punta del ala (la cuerda de punta ). La mayoría de los aviones a reacción utilizan un diseño de ala en flecha cónica . Para proporcionar una cifra característica que pueda compararse entre varias formas de ala, se utiliza la cuerda aerodinámica media (abreviada MAC ), aunque es compleja de calcular. La cuerda aerodinámica media se utiliza para calcular los momentos de cabeceo. ^[4]

Acorde medio estándar

La cuerda media estándar (SMC) se define como el área del ala dividida por la envergadura: ^[5]

${\displaystyle {\mbox{SMC}}={\frac {S}{b}},}$

donde S es el área del ala y b es la envergadura del ala. Así, el SMC es la cuerda de un ala rectangular con la misma área y envergadura que las del ala dada. Se trata de una figura puramente geométrica y rara vez se utiliza en aerodinámica .

Cuerda aerodinámica media

La cuerda aerodinámica media (MAC) se define como: ^[6]

${\displaystyle {\mbox{MAC}}={\frac {2}{S}}}$ ${\displaystyle \int _{0}^{\frac {b}{2}}c(y)^{2}dy,}$

donde y es la coordenada a lo largo de la envergadura del ala y c es la cuerda en la coordenada y . Otros términos son los mismos que para SMC.

El MAC es una representación bidimensional de todo el ala. La distribución de presión sobre todo el ala se puede reducir a una sola fuerza de sustentación y un momento alrededor del centro aerodinámico del MAC. Por lo tanto, no sólo la longitud sino también la posición del MAC suele ser importante. En particular, la posición del centro de gravedad (CG) de una aeronave suele medirse en relación con el MAC, como el porcentaje de la distancia desde el borde de ataque del MAC al CG con respecto al propio MAC.

Tenga en cuenta que la figura de la derecha implica que el MAC ocurre en un punto donde cambia el barrido del borde anterior o posterior. Eso es sólo una coincidencia. En general, este no es el caso. Cualquier forma que no sea un trapezoide simple requiere la evaluación de la integral anterior.

La relación entre la longitud (o envergadura ) de un ala de forma rectangular y su cuerda se conoce como relación de aspecto , un indicador importante de la resistencia inducida por la sustentación que creará el ala. ^[7] (Para alas con formas en planta que no son rectangulares, la relación de aspecto se calcula como el cuadrado de la envergadura dividido por el área de la forma en planta del ala). Las alas con relaciones de aspecto más altas tendrán menos resistencia inducida que las alas con relaciones de aspecto más bajas. La resistencia inducida es más significativa a bajas velocidades. Por eso los planeadores tienen alas largas y delgadas.

ala cónica

Conociendo el área (S _w ), la relación de conicidad ( ) y la envergadura (b) del ala, la cuerda en cualquier posición de la envergadura se puede calcular mediante la fórmula: ^[8] ${\displaystyle \lambda }$

${\displaystyle c(y)={\frac {2\,S_{w}}{(1+\lambda )b}}\left[1-{\frac {1-\lambda }{b}}|2y|\right].}$

dónde

${\displaystyle \lambda ={\frac {C_{\rm {Tip}}}{C_{\rm {Root}}}}}$

Referencias

1. LJ Clancy (1975), Aerodinámica , Sección 5.2, Pitman Publishing Limited, Londres. ISBN  0-273-01120-0
2. Houghton, EL; Carpintero, PW (2003). Butterworth Heinmann (ed.). Aerodinámica para estudiantes de ingeniería (5ª ed.). ISBN 0-7506-5111-3.p.18
3. https://www.abbottaerospace.com/downloads/nasa-sp-290-turbine-design-and-application/, p.66 ^{[ enlace muerto ]}
4. El diseño del avión, Darrol Stinton 1984, ISBN 0 632 01877 1 , p.26 
5. V., Cook, M. (2013). Principios de dinámica de vuelo: un enfoque de sistemas lineales para la estabilidad y el control de aeronaves (3ª ed.). Waltham, MA: Butterworth-Heinemann. ISBN 9780080982427. OCLC  818173505.{{cite book}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )
6. Abbott, IH y Von Doenhoff, AE (1959), Teoría de las secciones de alas , Sección 1.4 (página 27), Dover Publications Inc., Nueva York, número de libro estándar 486-60586-8
7. Kermode, AC (1972), Mecánica de vuelo , Capítulo 3, (p.103, octava edición), Pitman Publishing Limited, Londres ISBN 0-273-31623-0 
8. Ruggeri, MC, (2009), Aerodinámica Teórica , Apuntes de la materia, UTN-FRH, Haedo, Buenos Aires

enlaces externos

• Aerodinámica para estudiantes
  • máquina de regreso:[1]
• Encontrar la cuerda aerodinámica media (MAC)
• Calculadora de cuerda aerodinámica media (MAC) basada en imágenes