Cientifica, ISSN 2594-2921, vol. 28, no. 1, January-June 2024.
DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v28n1a05
Determinación de la relación de aspecto de un ala con base en su cuerda aerodinámica media
Determining the Aspect Ratio of a wing based on its Mean Aerodynamic Chord
Recibido 24-11-2023, aceptado 20-03-2024.
Resumen
La relación de aspecto o alargamiento de un ala tiene su origen en el concepto de la esbeltez, entendida como el aspecto visual que resulta de comparar su longitud con su anchura, es decir, su envergadura entre su cuerda, pero considerando una forma rectangular, lo que, a su vez, permite obtener el mismo resultado al relacionar el cuadrado de la envergadura entre su superficie alar, siendo esta última, la convención actual para calcular el alargamiento de cualquier ala. Esto tiene el inconveniente de no cuantificar los efectos entre diferentes formas de alas. Mismas envergaduras y áreas darán los mismos alargamientos sin importar las formas. Por ello, en este trabajo se propone reconsiderar la manera de calcular el alargamiento, recuperando su concepto original con base en la esbeltez, utilizando la cuerda aerodinámica media, la que, en su determinación, sí toma en cuenta la geometría de cada ala. Para comparar y cuantificar las diferencias, se realizó un estudio comparativo con cinco alas de geometrías muy distintas, a las que se les calcularon sus alargamientos, sus cuerdas aerodinámicas medias, sus factores de Oswald; sus coeficientes de arrastre inducido y sus finezas aerodinámicas. Se presentan resultados que hacen notar importantes diferencias cuando se aplica la convención actual para el alargamiento y cuando se calcula usando la cuerda aerodinámica media aquí sugerida, al resultar diferencias de hasta de un 7.48 % en la eficiencia o fineza aerodinámica.
Abstract
The aspect ratio of a wing has its origin in the concept of slenderness, understood as the visual aspect that results from comparing its length with its width, that is, its span between its chord, but considering a rectangular shape, it which, in turn, allows us to obtain the same result by relating the square of the wingspan to its wing surface, the latter being the current convention for calculating the aspect ratio of any wing. This has the disadvantage of not quantifying the effects between different wing shapes. The same spans and areas will give the same aspect ratio regardless of the shapes. Therefore, in this work it is proposed to reconsider the way of calculating aspect ratio, recovering its original concept based on slenderness, using the average aerodynamic chord, which, in its determination, does consider the geometry of each wing. To compare and quantify the differences, a comparative study was conducted with five wings of quite different geometries, for which their aspect ratio, their average aerodynamic chords, their Oswald factors were calculated, their induced drag coefficients and their fine aerodynamics. Results are presented that highlight significant differences when the current convention for aspect ratio is applied and when it is calculated using the average aerodynamic chord suggested here, resulting in differences of up to 7.48% in aerodynamic efficiency or fineness.
Palabras clave: aerodinámica, esbeltez, alargamiento, ala, cuerda.
Index terms: aerodynamic, slenderness, aspect ratio, wing, chord.
ISO 690 reference:
Correa-Arredondo, José Arturo;
Fernández-Roque, Tiburcio;
Sandoval-Lezama, Jorge;
Mejía-Carmona, Alejandro;
Sauce-Rangel,Víctor Manuel,
2024,
Determinación de la relación de aspecto de un ala con base en su cuerda aerodinámica media,
Científica, vol. 28, no. 1,
ISSN 2594-2921,
DOI: https://doi.org/10.46842/ipn.cien.v28n1a05
