Superficie alarLasuperficie alares la superficie total delala(sin incluir elcarenadode la panza delavin). Existen diversidad de criterios a la hora de calcular la superficie alar pues hay que tener en cuenta si se considera como parte del ala las aletas del extremo del ala como parte del ala. Otras discrepancias pueden venir de qu parte es fuselaje y qu parte es ala en la raz. La superficie alar es un parmetro muy importante de diseo conceptual del avin. Por otro lado define la adimensionalizacin de diversos coeficientes globales, como elcoeficiente de sustentacin, o mejor como el largo de las alas.ndice[ocultar] 1Galera de superficies alares 2Forma en planta 3Vase tambin 4ReferenciasGalera de superficies alares[editar] Douglas Dakota. Es raro en un avin con motor a pistones tener una superficie alar basada en bordes de ataque hacia atrs y bordes posteriores rectos Avin de la aerolineasFlybe,Bombardier Dash 8 Q400impulsado con hlices y con alas que presentan una elevadaaspect ratio Airbus A340-600(el tren de aterrizaje se est retrayendo) Boeing 737-400. UnKC-10 Extenderconalas en flecha(superior) provee de combustible a unF-22 Raptor Gloster MeteorNF11, construido en 1952Forma en planta[editar]Una parte fundamental en el diseo de las alas de una aeronave es su forma en planta, mejor conocida como planeform. Esto se refiere a la geometra del ala cuando es vista desde arriba. Cabe mencionar que ms all de afectar la esttica del avin, tiene grandes repercusiones en la aerodinmica del mismo, por lo que un diseo puede ser ms o menos adecuado para ciertas velocidades de vueloLas formas bsicas de forma en planta para superficies sustentadoras son: elptica, rectangular, trapezoidal, trapezoidal inversa, semi-trapezoidal, con flecha hacia adelante/atrs y ala delta.Ala elpticaSe utiliza en gran medida en planeadores. Tiene mejores capacidades aerodinmicas que el ala rectangular pues su larga envergadura es capaz de capturar las corrientes de viento con mayor facilidad sin la necesidad de un gran empuje. Tiene la mejor distribucin de carga en la envergadura y adems el arrastre inducido es menor. Sin embargo su costo de fabricacin es mayor al del ala rectangular y su manufactura es la ms complicada de todas. Adems tiene peores capacidades en stall que el ala rectangular, por lo que en ocasiones se construye con washout (ngulo a lo largo del ala) para contrarrestar este efecto.Ala rectangularEs un ala de propsito general. Tiene seccin transversal constante, por lo que su costo y dificultad de manufactura son bajos. Es capaz de volar a bajas velocidades, por debajo de Mach 0.4, y se utiliza por lo general para aeronaves privadas. Tiene buenas capacidades en stall pues sta condicin comienza en la raz del ala y finaliza en la punta, por lo que a medida que entra en prdida, el control (alerones) puede seguirse manteniendo. No obstante, sus capacidades aerodinmicas son deficientes.Ala trapezoidalEs el tipo de ala ms utilizada hoy en da debido a su buena sustentacin y buena distribucin de carga a lo largo de la envergadura. Su eficiencia aerodinmica es superior al ala rectangular e inferior a la elptica, sin embargo con el ngulo adecuado y otras pequeas modificaciones, se puede aproximar en gran medida a la elptica. Aunque su manufactura resulta ms laboriosa que la del ala rectangular, es notablemente ms sencilla que la de la elptica, por lo que resulta preferida sobre sta. Existe una variante, la semi-trapezoidal, que es una combinacin de la rectangular (primera seccin del ala) y la trapezoidal (segunda seccin hasta la punta). Al igual que el ala elptica, tiene capacidades ms deficientes en stall que el ala rectangular; pero de igual manera, existen mtodos para contrarrestar este inconveniente.Ala con flechaEste tipo de ala se utiliza ms en aviones que alcanzan velocidades transnicas y supersnicas. Su diseo ayuda a reducir el arrastre de onda, generado a velocidades transnicas (y mayores) a causa de las ondas de choque, mismas que reducen el flujo a subsnico. El diseo ayuda a reducir el rea afectada por el impacto de las ondas.Ala deltaAl igual que el ala con flecha, el ala delta es utilizada para aviones supersnicos. Genera menor arrastre que otro tipo de alas, lo que le permite volar a grandes velocidades. No obstante, no es efectiva a velocidades bajas y entra rpidamente en stall, por lo que solo se utiliza para jets de combate y transbordadores espaciales.Clculo de la superficie alar

Por: Mauricio D. Redondo

Debemos aclarar que este tipo de calculo responde a la ecuacin de Bernoulli, con algunas simplificaciones y el resultado que nos da es la fuerza de sustentacin que tiene el ala y que debe ser IGUAL al PESO de la aeronave, por lo tanto para entenderla y calcularla debemos tener en claro cada uno de los trminos que la compone, adems esta ecuacin es VALIDA para todo lo que vuela solo que hay que encontrarle la vuelta, pero sirve desde un aeromodelo hasta un jumbo, entonces:

L = x r xV2 x S x CL

Donde: L: Sustentacin [Kg] r: Densidad del aire [Kg/m3] V: Velocidad del aire [m/s] S: Superficie alar [m2] CL: Coeficiente de sustentacin [Sin unidades]

Explicacin y funcin de los trminosL es la sustentacin generada por el cuerpo que esta expuesto a fluido en este caso el aire. r La densidad es la que tiene el aire y es propia de este que cambie con la temperatura y presin, sea que, a medida que la aeronave cambie de altura y velocidad este termino variara, pero afortunadamente para nosotros los constructores siempre que tomemos aviones que vuelen a menos de 550km/h, este termino solo varia por la altura y no por la velocidad, adems este termino ya va a estar simplificado para usarse directamente cuando se remplace por sus respectivo valor, debe tenerse mucho CUIDADO CON LAS UNIDADES CON LAS QUE SE REEMPLACE Y SOLO REEMPLAZAR COMO SE EXPLIQUE MAS ADELANTE, adems se utiliza el valor que tiene a nivel del mar, que nunca tiene exacto este valor pero funciona muy bien, porque se supone que es cuando un avin esta aterrizando los hace a esa altura. V es la velocidad que tiene el cuerpo con respecto al aire o bien el aire respecto al cuerpo, esto es redundante pero hay que aclararlo de todas maneras, y debe elevarse al cuadrado. Esto trminos corresponde a la presin dinmica que ejerce el aire sobre el cuerpo que se mueve a travs de este. l termino de S corresponde al de la superficie alar completa, o sea de punta a punta inclusive la que esta dentro del fuselaje. CL este termino se le denomina coeficiente de sustentacin y depende SOLO del Angulo de ataque del perfil alar, como es un coeficiente no tiene unidades, este termino no da una muy buena idea de cmo responde el perfil en diferentes ngulos de ataque y esto es muy importante es por ah cuando entramos en perdida o como dicen los simuladores de vuelo STALL, y de ah es que siempre suena cuando damos demasiado Angulo de ataque.Vamos al Grano:Para el calculo de la sustentacin utilizamos como ejemplo el Flyer GT que es ultraliviano que anda por ah y es el avin que yo vuelo y conozco, entonces los que voy a verificar es a que velocidad va entrar en perdida con dos pasajeros muy pesados y en monoplaza, lo hago de esta manera para que se vean las diferencias de velocidad. Hay que mencionar que la entrada en perdida es uno de los factores que hay que tomar en cuenta en el diseo de las aeronaves y que esta entrada en perdida como se realiza con el Angulo de ataque mximo toma el cl mximo que tiene nuestro perfil:DatosPeso de la aeronave con los dos gordos como se ve en la foto es de aproximadamente 450, la densidad de aire que se toma es de 0,1225 la superficie alar es de 17,5 y el cl que se debe tomar es de aproximadamente 1,5 mas o menos esto significa que el rango de variacin casi para cualquier perfil debe ser tomado en 0,1. Reemplazamos y despejamos la velocidad en la formula superior: (l significa raz cuadrada)

V= ((L x2) / (CL x r x S))

V= ((450 x2) / (1.5 x 0.1225 x 17.5))

V=16.79Este resultado da en metros sobre segundo para convertirlos a km/h hay que multiplicarlos por 3,6 y para pasarlo a millas terrestres hay que dividirlo por 1,6; esto nos da aproximadamente

V=37.6Lo cual es totalmente cierto.

Ahora obtendremos la velocidad de perdida con un solo gordo por lo tanto el peso de la aeronave a bajado 100Kg aproximadamente entonces:

V= ((350 x2) / (1.5 x 0.1225 x 17.5))

V=33.19Lo cual es aun ms cierto y se puede verificar con un solo vuelo de Flyer y observar la velocidad indicada en el velocmetro.Bueno ahora ya me canse, mi avin que es lento y tiene mucha ala, entonces debo empezar a buscar uno que me empiece a gustar y lo elijo y tomo los siguientes parmetros, el peso velocidad de crucero y perdida, esto es muy importante ya que mis parmetros van a estar cerca de ese avin que me gusto. Pero mi trabajo recin comienza, como yo lo quiero construir y debo averiguar la superficie alar debe tomar los mismos datos de por lo menos 2 o 3 aviones mas que me gusten y que sean similares y a estos datos los tengo presentes pero nos los utilizo por ahora, entonces elijan un RANS S-14 Coyote II que tiene una envergadura de 9,5 metros y pesa en vaci unos 240kg mas o menos. Pero a mi no me gusta la forma trapezoidal del ala la voy a hacer rectangular y me gusta que entre en perdida a una 30 millas, conmigocomo ejemplo, que peso como 100kg y mi amigo que pesa otros 100kg. Y adems quiero incrementar la capacidad del tanque de combustible a 100 litro de los 50 originales que tenia, recordar que quiero la nueva superficie alar, entonces:

Datos

Peso de la aeronave: Peso en vaci original: 200 Peso de los ocupantes: 200 Combustible extra: 50 litros que el peso debe ser de uno 37kg.

Estimacin de incremento de peso sobre el ala original: 10kg

Peso mximo de despegue: 497kgNota: mantengo el peso original de la aeronave y solo como estoy seguro que el peso de las alas va aumentar debido a que seguro son ms grandes. Es aqu donde debo sacar las caractersticas y performance de los aviones similares, entonces:

Velocidad de perdida

Velocidad de perdida: 40 millas terrestresConversin a m/s: 40*(1.6/3.6)=17.77Velocidad de perdida: 17.77Ya tengo los datos como para remplazar en la formula y despejo la superficie alar S, y como voy a poner un ala de madera que mantiene mejor el perfil alar y se lo cambio por otro que me guste mas que el original logro un cambio de Cl de mas 0,05, esto sucede cuando soy muy optimista, por lo tanto:S= (L x 2) / ( r x V2 x CL)

S= (497 x 2) / (0.1225 x (17.77)2 x 1.55)S=16.56m2Ahora que ya tengo mi superficie alar, pero todava no es la definitiva debido a que no establec una velocidad crucero, con la velocidad de crucero y la velocidad de perdida obtendr mi ala definitiva entonces establezco que la velocidad de crucero son 95 millas terrestres y el cl de crucero puede variar de 0,4 mas o mes 0,25, recordar siempre que a mas Cl mas Angulo de ataque, entonces

S= (L x 2) / ( r x V2 x CL) S= (497 x 2) / ( 0.1225 x (42.22)2 x 0.4) S=11.38 m2

Obtenidas estas dos velocidades hago el promedio entre las dos, de tal manera que aumento la velocidad de perdida y disminuyo la velocidad de crucero para obtener un equilibrio: S=(11.38 m2+16.56 m2)/2 S=13.97m2

Esta es la superficie alar que debo utilizar. Mi ala elegida es de planta rectangular, y recordando que la superficie de un rectngulo es base por altura hacemos de cuanta que el lado de la altura es la envergadura y el otro es la cuerda, entonces divido la superficieCuerda del ala: 1.47 metros

Lo cual es bastante lgica.PD:Con esta publicacin espero aclarar dudas, y espero las criticas constructivas trate de involucrar a las matemticas lo menos posible, e intente pedir a la lgica y observacin ayuda para realizar esto, si hay alguna otra duda en lo que se refiere aerodinmica o estructuras aeronuticas intentar contestarles o buscare a alguien que sepa, voy a intentar siempre primero dar la explicacin. Voy a intentar dar una explicacin lgica y lo mas fcil que pueda, y si pudo poner algn ejemplo lo har, la idea es no repetir las cosas que no entendemos sino vamos a parecernos a un burro lleno de libros, y siempre solo las grandes almas tienen voluntad para realizar cosas las pequeas solo tienen deseos, as que una vez que se decidan, empiecen con algo, y que no miren al costado ni se comparen nunca porque si haces eso nunca vas a ni siquiera empezar algo.Mauricio Diego RedondoPiloto Privado