En el diseño de aeronaves , una pantorrilla es una línea longitudinal de cambio brusco en el perfil de la sección transversal del fuselaje o de un cuerpo similar. El término pantorrilla tiene su origen en la construcción de barcos, donde se aplica a un cambio brusco en el perfil del casco de una embarcación. [nota 1] En el casco de un hidroavión o en el flotador de un hidroavión , la línea longitudinal de cambio brusco en la sección transversal donde el plano inferior se encuentra con la pared lateral es un ejemplo de pantorrilla.
En algunos aviones supersónicos, un rizo se extiende lateralmente por cierta distancia, con un borde muy afilado que se funde con la raíz del borde de ataque del ala principal. [nota 2] El resto de este artículo trata de este tipo de rizo.
En términos aerodinámicos, un chine puede actuar como una extensión larga de la raíz del ala a lo largo del fuselaje. Tales chines aparecieron por primera vez en el Lockheed A-12, precursor del SR-71 Blackbird , donde se extendían hacia adelante desde las raíces del ala a lo largo de los lados del fuselaje, con los que se fusionaban. [1]
El Lockheed Martin F-22 Raptor tiene quillas a lo largo de su sección de nariz que se alinean con las tomas de aire de su motor. [2] Las pequeñas superficies horizontales que forman un filete entre la raíz del ala delantera y la toma de aire se denominan más habitualmente extensión de la raíz del borde de ataque (LERX) o extensión del borde de ataque (LEX).
Las grandes quillas a lo largo del fuselaje delantero pueden tener un efecto significativo en la sustentación, la resistencia, el equilibrio longitudinal y la estabilidad direccional de la aeronave.
Los chines de la serie Lockheed Blackbird se extienden alrededor del 40% de la longitud del avión y aportan una sustentación adicional útil a velocidades supersónicas. Se puede entender que los chines mejoran la sustentación generada por el fuselaje delantero al actuar como una superficie canard de baja relación de aspecto . [3] Para aumentar aún más esta contribución de sustentación, el fuselaje delantero está configurado con una incidencia positiva en relación con el ala.
La sustentación de las quillas aumenta con el cuadrado del número de Mach, lo que ayuda a contrarrestar el desplazamiento hacia atrás de la sustentación del ala principal en condiciones supersónicas. Si se ajusta un ala sin cola (delta) para un vuelo subsónico seguro, a altas velocidades gana una resistencia excesiva en el cabeceo y se vuelve excesivamente estable, lo que da como resultado una mala maniobrabilidad. El efecto desestabilizador de una superficie delantera lo proporcionan las quillas donde más se necesita, a números de Mach altos.
Los chines delanteros también actúan como extensiones de raíz del borde de ataque (LERX) a bajas velocidades y altos ángulos de ataque, generando un flujo de vórtice sobre el ala interior para estabilizar el flujo de aire y aumentar su velocidad localmente, retrasando así la pérdida y también proporcionando sustentación adicional.
Los chines también aumentan la estabilidad direccional, al reducir los efectos adversos de los vientos cruzados o la guiñada en el fuselaje delantero. A diferencia de un fuselaje convencional, los chines permiten que el flujo cruzado se desplace suavemente sobre su perfil y más allá, evitando las fuerzas laterales debidas a la separación y el estancamiento del flujo. Nuevamente, el efecto es más fuerte a velocidades más altas y reduce el tamaño de los estabilizadores verticales (aletas de cola). El YF-12A carecía de la sección delantera de los chines que se ve en el SR-71 y, en consecuencia, necesitaba superficies de cola verticales adicionales.
El comportamiento mejorado del flujo cruzado también beneficia las características laterales al reducir el balanceo inducido por la guiñada, especialmente durante el aterrizaje y el despegue de aeronaves con alas delta. Esto a su vez ayuda a reducir el acoplamiento balanceo-guiñada y cualquier tendencia al balanceo holandés . Sin embargo, también se ha descubierto que los rizos reducen la estabilidad lateral en algunas configuraciones, debido al efecto abrupto de ruptura asimétrica del vórtice. [4]
La integración de los canards tanto en el fuselaje como en el ala principal evita la presentación de reflectores en las esquinas o lados verticales a los radares. [5] Esto ha llevado a los diseños de aviones de combate de quinta generación a reemplazar las superficies canard de bajo sigilo con chines, cuando ayudan a generar sustentación de vórtice sobre las alas principales. [ cita requerida ] (Una excepción es el Chengdu J-20 , cuyos canards están montados en línea con sus chines).
...el arco del F-22, un borde del fuselaje que proporciona una suave combinación aerodinámica con las entradas de aire y las alas.