En la anterior entrada, hicimos una breve mención al fenómeno de la compresibilidad, y cómo la geometría del ala afectaba a la capacidad de un avión de poder alcanzar de forma segura una determinada velocidad sin que la aparición de este fenómeno impidiese controlar el avión gracias a sus superficies de control.

Así, y obviando los perfiles alares existentes hoy en día (NACA, por ejemplo) que permiten el desarrollo y alcance de ciertas características de vuelo, según configuración dada, el ala del T-33 se sitúa entre el ala convencional o recta y el ala en flecha. Este perfil alar ya había hecho su aparición en el P-51, siendo el avión de motor alternativo más rápido de los que sirvieron en la Segunda Guerra Mundial. Tanto en el caso del P-51 como del T-33, el Mach táctico era de 0.75 y el Mach límite, de 0.81, lo que da buena cuenta del cuidado, el mimo y la extraordinaria capacidad de diseño de los ingenieros y “aerodinamicistas”, como ellos mismos se denominaban en la época, que diseñaron este perfil de ala con el fin de retrasar los efectos de la compresibilidad, fenómeno que no era posible estudiar en su totalidad por la falta de captación de datos en todo el rango del régimen transónico, de Mach 0.75 a Mach 1.25.

P-51D sobrevolando Europa en 1944. (USAF).

Volvamos al perfil del ala. Simplificando mucho el concepto, para que un avión vuele, es necesario que exista una diferencia de presiones entre el intradós (parte inferior del ala) y el extradós (parte superior). Esta diferencia de presiones, positiva en el caso del intradós, y negativa (succión) en el caso del extradós, que se genera a partir de una determinada velocidad, hace que el avión vuele. El aire es un fluido, y se comporta como tal, es decir, se “adhiere” a ambas superficies, pero por su baja viscosidad y densidad, lo hace con un grosor minúsculo en forma de capa, que recorre ambas superficies. Esta capa, cuyo espesor comparado con el tamaño del avión es prácticamente insignificante, se denomina capa límite. Especialmente en el extradós, que es donde se alcanza una velocidad del aire mayor que en el intradós, la capa límite experimenta tres fases: una laminar, en la que el fluido está adherido al ala, otra de transición, en la que se comienza a despegar del mismo, y otra turbulenta, en donde la mayor parte de la corriente se ha despegado del extradós.

En un avión de ala convencional, dadas sus características geométricas (espesor, cuerda…), la zona de transición se encuentra más cerca del borde de ataque y por ello, la capa límite se desprende antes. Así, se genera sustentación más rápidamente, esto es, a velocidades más bajas, pero en cambio, la resistencia inducida generada –la generada por el propio vuelo del avión- es muy alta, debido al régimen turbulento del fluido. En cambio, en un ala de flujo laminar, el espesor es menor y su geometría, diferente al ala convencional, de forma que la zona de transición está mucho más pegada al borde de salida del ala. Como la sección en la que el fluido es turbulento es más pequeña, la resistencia inducida generada es mucho menor; en cambio, el reducido espesor y las características geométricas del ala hacen que el avión genere sustentación a velocidades más elevadas que uno con ala convencional; también hace que avise y entre en pérdida antes, especialmente si no se dispone de dispositivos hipersustentadores como slats o flaps de borde de ataque, que era el caso.

Esquema de un ala convencional (superior) y un ala de flujo laminar (inferior). Las flechas azules gruesas representan la corriente de aire libre. Las flechas azules finas, el aire que pasa por el extradós, mientras que las naranjas, el que pasa por el intradós. La roja, la zona en la que se desprende la capa límite. (Autor).

Esta es la razón por la que un avión con un ala de flujo laminar necesita tanto de una muy buena aerodinámica como de un buen motor, factores ambos que trabajando en conjunto le permitan alcanzar, mantener y recuperar un alto valor de velocidad. Ambos aviones, tanto el P-51 como el T-33, siendo uno avión de motor alternativo y otro a reacción, cumplían con esta premisa.

Autor: Javier Sánchez-Horneros Pérez (Aquí podéis ver su perfil en Linkedin)

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