En aeronáutica , un ala trapezoidal es una forma en planta de ala cónica y de bordes rectos . Puede tener cualquier relación de aspecto y puede estar barrido o no . [1] [2] [3]
La configuración trapezoidal delgada, sin barrido, de envergadura corta y de baja relación de aspecto ofrece algunas ventajas para vuelos de alta velocidad y se ha utilizado en un pequeño número de tipos de aeronaves. En esta configuración de ala , el borde de ataque se desplaza hacia atrás y el borde de salida se desplaza hacia adelante. [4] Puede proporcionar una baja resistencia aerodinámica a altas velocidades, manteniendo al mismo tiempo una alta resistencia y rigidez, y se utilizó con éxito durante los primeros días de los aviones supersónicos.
Cualquier ala con bordes de ataque y salida rectos y con diferentes cuerdas de raíz y punta es un trapezoide , esté o no barrida. [5]
El área A de dicho ala trapezoidal se puede calcular a partir de la luz s , la cuerda de raíz cr y la cuerda de punta c t :
La carga alar w viene dada por la sustentación L dividida por el área:
En vuelo nivelado, la cantidad de sustentación es igual al peso bruto.
En un ala trapezoidal recta, como en el Bell X-1 , la parte más gruesa del ala a lo largo de su envergadura, la línea de cuerda máxima, corre recta hacia los lados desde la raíz hasta la punta. Luego, el borde de ataque se desplaza hacia atrás y el borde de salida se desplaza hacia adelante. [3] En un ala trapezoidal barrida, la línea de cuerda máxima se barre en ángulo, generalmente hacia adelante. Esto aumenta el barrido del borde de ataque y disminuye el barrido del borde de salida y, en el caso extremo, ambos bordes barren hacia atrás en cantidades diferentes. [5] La forma de transición, donde el borde de salida es recto, es equivalente a una forma en planta delta recortada .
A velocidades supersónicas, un ala delgada, pequeña y altamente cargada ofrece una resistencia sustancialmente menor que otras configuraciones. La baja envergadura y una forma en planta cónica y sin barrer reducen las tensiones estructurales, lo que permite adelgazar el ala. Para una resistencia mínima, la carga alar puede superar los 400 kilogramos por metro cuadrado (82 lb/pie cuadrado). [ cita necesaria ]
Los primeros ejemplos proporcionaron una solución al problema del vuelo supersónico cuando la potencia del motor era limitada. Se hicieron tan delgados que tuvieron que mecanizarse a partir de una lámina de metal sólida y gruesa. [6] Incluso con este ala de baja resistencia, el Douglas X-3 Stiletto tenía poca potencia para alcanzar su velocidad de vuelo de diseño de Mach 2, pero el diseño de su ala simple de perfil hexagonal se desarrolló para varios otros aviones X y para Lockheed. Interceptor de gran altitud F-104 Starfighter Mach 2.2 ampliamente producido .
Se descubrió que el ala pequeña del Starfighter tenía una buena respuesta a las ráfagas a bajo nivel, proporcionando un desplazamiento suave a altas velocidades subsónicas. En consecuencia, el tipo fue adoptado para la función de ataque a tierra, especialmente por la Luftwaffe alemana . Sin embargo, la elevada carga del ala daba como resultado una alta velocidad de pérdida con características marginales de despegue y aterrizaje y un correspondiente alto nivel de accidentes de despegue y aterrizaje.
Para el avión cohete norteamericano X-15 se desarrolló una variante con un perfil aerodinámico curvo, un borde de salida romo y una estructura interna convencional . [6]
Lockheed continuó utilizando el diseño básico en muchas de sus propuestas de aviones en la década de 1950, incluido el Lockheed CL-400 Suntan y las primeras versiones de sus diseños de transporte supersónico . [ cita necesaria ]
