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Ala (aeronáutica)

En aeronáutica se denomina ala a un cuerpo aerodinámico de configuración muy fuerte y resistente estructuralmente, compuesta por un perfil aerodinámico o perfil alar envolviendo a uno o más largueros y que es capaz de generar una diferencia de presiones entre su cara superior (extradós) y su cara inferior (intradós) al desplazarse por el aire lo que produce la fuerza ascendente de sustentación que mantiene al avión en vuelo. El ala típica también utiliza el principio de acción y reacción generando una fuerza cuya componente vertical contrarresta al peso. En el caso particular de las alas para aviones supersónicos, el diseño está orientado a usar solo este efecto de la "reacción" y se evita la sustentación aerodinámica. El ala compensará por tanto el peso del avión y a su vez generará una resistencia.[1]​ El efecto de sustentación aerodinámica existe debido a las características neumáticas del aire, es su compresibilidad la que hace posible el desbalance entre las presiones de las caras del intradós y el extradós.

Ala de un avión en vuelo.

Se utiliza en diversas aeronaves, es el componente de referencia de las aeronaves de ala fija (avión por ejemplo), pero no es exclusivo de ellas. Por ejemplo, los helicópteros como AH-64 Apache y los Autogiros son dos tipos de aeronave de alas giratorias que, aparte de sus alas giratorias, posee además unas alas fijas que utiliza para llevar armamento; en este caso la función principal de sustentar la aeronave se pierde, pero sigue siendo un ala (embrionaria) cuya función principal se ha cambiado por otra.[2]

Vista frontal del AH-64 Apache con alas fijas cargando armamento.

Los pioneros de la aviación, tratando de emular el vuelo de las aves, construyeron todo tipo de artefactos dotados de alas articuladas que generaban corrientes de aire o bien construyeron artefactos planeadores que al lanzarse desde sitios elevados con corrientes de aire ofrecían sustentación. Solo cuando se pudo disponer de un motor de suficiente potencia se construyeron aeroplanos con alas fijas, que surcaban el aire en vez de moverlo de manera autopropulsada, fue entonces posible el vuelo de máquinas más pesadas que el aire por sus propios medios y no dependientes de la gravedad, como los planeadores. Fueron los hermanos Wright en 1903 quienes consiguieron el primer vuelo autopropulsado; sin embargo Alberto Santos Dumont fue el primero en cumplir un circuito preestablecido, bajo la supervisión oficial de especialistas en la materia, periodistas y ciudadanos parisinos. El 23 de octubre de 1906, voló cerca de 60 metros a una altura de 2 a 3 metros del suelo con su 14-bis, en el campo de Bagatelle en París. Santos Dumont fue realmente la primera persona en realizar un vuelo en una aeronave más pesada que el aire por medios propios, ya que el Kitty Hawk de los hermanos Wright necesitó de la catapulta hasta 1908. Realizado en París, Francia el 12 de noviembre de 1906, no solo tuvo buenos testigos presentes y por la prensa, sino también lo vieron varios aviadores y autoridades. Asimismo son de destacar los planeadores construidos por John Joseph Montgomery y Otto Lilienthal que consiguieron vuelos sustentados (con alas) y controlados pero no autopropulsados (es decir, carecían de motor).[3]​ Aunque hay alas de todos los tipos y formas, todas obedecen a los mismos principios explicados con anterioridad y están caracterizadas por una forma alargada (una dimensión es bastante mayor que las otras dimensiones).

En un avión moderno el ala cumple además otras funciones aparte de sustentar el peso conjunto propio de las alas más el del resto de la estructura, principalmente el fuselaje y las superficies de mando como el estabilizador horizontal y el timón de dirección. En las funciones del ala, que es además uno de los componentes que más ha evolucionado desde el inicio de la aviación como se puede ver en su evolución histórica. Al ser una de las partes más importantes del avión (y quizás la más estudiada)hasta el punto de que desde los años 30 existieron aeronaves sin fuselaje ni superficies de mando independientes, las llamadas ala volante, resulta que es posiblemente la que más terminología emplee para distinguir sus diferentes partes, contando con partes móviles, partes estructurales y partes geométricas. Por último, es interesante observar como las diferentes formas en planta se han adaptado a los diferentes regímenes de vuelo.

Funciones del ala

El ala es el principal componente de un avión, su principal función es asegurar la sustentación, que compensa al peso. Esto hace que el avión pueda mantener un vuelo estable. Pero al ser una estructura bastante grande, la evolución tecnológica de los aviones ha hecho que adquiera una serie de nuevas funciones aparte de mantener el vuelo. El ala es diseñada basándose en criterios de actuaciones en vuelo, es decir la velocidad de diseño, el coeficiente de planeo, la carga útil, la maniobrabilidad del avión, todo ello implica consideraciones de diseño estructural y finalmente factores de diseño global del avión (por ejemplo, donde poner un sistema u otro).[4]

Un resumen de sus funciones principales sería el siguiente:

  • Dar sustentación y mantener el vuelo compensando el peso del avión.
  • Proveer de control al avión en vuelo. Normalmente el ala es la encargada de las funciones de control de balance, mediante la disposición del diedro, así como las funciones de control alrededor del eje longitudinal mediante los alerones. En algunas alas (por ejemplo ala en delta) es también la encargada del control de cabeceo (normalmente se encarga el estabilizador horizontal (lateral).
  • Asegurar la capacidad de despegue y aterrizaje del avión, cosa que suele realizar ayudándose de los dispositivos hipersustentadores, aumentando el área efectiva y el coeficiente de sustentación.
  • En aquellos aviones con motores en ala, es la encargada de sujetar el o los motores y transmitir su empuje al avión completo. Así como los sistemas necesarios para el drenaje de aire del motor, suministro de combustible y control del motor (cableado, el sistema que realiza el control del motor no está situado normalmente en el ala).
  • Alojar el combustible, con el paso de los años el ala se ha adaptado para llevar en el interior de sus estructura el combustible que el avión utiliza para el vuelo. Esto es debido a que el peso del combustible no ha de alterar la posición del centro de gravedad para mantener el centrado aerodinámico del avión. El combustible se lleva también en la parte baja del encastre y en algunos aviones de transporte grandes en un depósito trasero para mantener el centrado. Por lo tanto la estructura interna del ala debe estar preparada para contener combustible (protección química).[5]
  • Luces y señalización. En los extremos del ala suelen encontrarse normalmente luces que son utilizadas para la señalización como por ejemplo, la luces de navegación, de posición y en algunas aeronaves de ala fija se instalan las luces de aterrizaje y carreteo.[6]
  • Soporte de armamento. En los aviones militares los misiles suelen estar montados sobre el ala y el fuselaje.
  • Soporte de tanques de combustible externos, muchos aviones (en especial militares) llevan tanques de combustible auxiliares para misiones con el alcance extendido.
  • Alojamiento del tren de aterrizaje, muchos aviones tiene parte o bien todo el tren de aterrizaje dentro del ala.[7]
  • Soporte para salida de emergencia, al estar muchas salidas de emergencia localizadas al lado del ala, el ala debe ser capaz de aguantar en un momento de evacuación a los pasajeros sobre ella.

Historia y configuración del ala

 
 
P26-A Peashooter, un ejemplo de avión monoplano de los años 1930, pero con tensores externos.
 
Ejemplo de configuración con ala alta de un C-295, donde el tren de aterrizaje se encuentra en el fuselaje.

Los primeros aviones fueron construidos con la configuración alar de biplano donde dos alas eran unidas entre sí mediante tirantes y rigidizadores. Los motivos de esta configuración eran debidos a problemas estructurales, no era posible tener una estructura lo suficientemente resistente como para aguantar toda la sustentación que necesitaba el avión usando solamente un ala, era necesario minimizar el tamaño del ala (y por tanto los esfuerzos estructurales) y por lo tanto se necesitó aumentar su número para hacer que el avión volara. Esta configuración se mantuvo durante mucho tiempo (incluso hubo algún avión de configuración triplano e incluso multiplano de más de tres alas) hasta la aparición de los aviones monoplano gracias a un avance en la ciencia de materiales y de estructuras.

Como se puede ver en la imagen del Sopwith Camel, los aviones biplanos utilizaban elementos externos (debido a la falta de rigidez de las alas) para dar la resistencia necesaria a las alas durante el vuelo y, sobre todo, las maniobras. Estos elementos en un principio no eran aerodinámicos (más bien cuerpos romos y daban una gran resistencia al vuelo. Un gran avance fue la introducción del avión monoplano y sobre todo el avión semimonocasco y monocasco

Las configuraciones actuales de aviones comerciales y de aviones de transporte suelen ser de una sola ala y configuración semimonocasco. El ala se diseña para poder resistir por ella misma todos los esfuerzos que se puede encontrar durante el vuelo y realiza varias funciones. Este diseño es el básico en todas las configuraciones volando en subsónico aunque, debido a motivos especiales, algunos aviones usan configuraciones distintas para resolver problemas concretos.

Los aviones monoplano tienen diversas configuraciones posibles. Bien pueden tener el ala baja donde el ala va a la altura del fuselaje inferior, lo que facilita el acceso al motor pero obliga a tener un tren de aterrizaje más grande, es la más usada en aviones comerciales de pasajeros. Otra ala tradicional es el ala alta, donde el ala está instalada en la parte superior del fuselaje, con lo cual se requiere un tren de aterrizaje más pequeño pero crea problemas en la zona del fuselaje donde se encuentra el ala ya que el espacio es más reducido. También tenemos el ala media típica de los cazas militares y el parasol que es un ala montada por encima del fuselaje. Por regla general, los aviones comerciales de pasajeros suelen ser de ala baja para poder dar cabida a mayor número de pasajeros y el tren de aterrizaje se suele colocar en el carenado del vientre (del inglés belly fairing) del avión. Los aviones de transporte suelen ser derivaciones de aviones comerciales o bien aviones específicos para transporte (especialmente los aviones de transporte militar como el A400M), estos aviones tienden a ser de configuración de ala alta y tienen su tren de aterrizaje en la parte inferior del fuselaje, siendo bastante corto. Esto permite que haya más espacio alrededor para realizar operaciones de carga y descarga.

 
Ejemplo de ala volante: Northrop YB-49.
 

Hay varios tipos de alas para los aviones:

Los modelos previos responden a guías generales de cómo son los aviones en la actualidad, pero dependen claramente del avión concreto y la misión a realizar. Por ejemplo, el Fokker 60 es un avión de pasajeros con ala alta y el tren de aterrizaje en los motores.

En la actualidad hay diversos estudios para cambiar radicalmente la forma del avión comercial y dejar la estructura fuselaje-ala, pasando a una estructura totalmente integrada llamada ala volante. Esta estructura tiene la ventaja de ofrecer una menor resistencia para un mismo número de pasajeros, aunque hoy en día se enfrenta a un problema a la hora de responder a los requerimientos de evacuación del avión de las autoridades (los pasajeros estarían en filas de 20-30 pasajeros comparadas con el máximo de 11 de hoy en día). Hay diversos aviones operativos (militares en su mayoría) con esta configuración por ejemplo el Northrop YB-49 o el B-2 Spirit. Otra concepción parecida (intermedia) es una fusión de fuselaje y ala en una sola estructura pero sin llegar a ser un solo componente aunque diferenciados. Es el llamado fuselaje integrado, que viene a ser un paso intermedio entre una configuración monoplano clásica actual y la configuración de ala volante.

Todos las configuraciones previas están centradas en los aviones comerciales, que son en su mayoría, aviones que vuelan en subsónico, los aviones militares (especialmente los cazas) vuelan en régimen supersónico y por lo tanto la configuración alar debe responder a esta diferencia. En general los aviones militares supersónicos utilizan una configuración de ala en delta (ya sea con variantes de canard, doble delta...) que responde mejor a las necesidades de la misión. Estas alas tienen sus dificultades y ningún avión usa hoy en día un ala delta pura.

Partes geométricas móviles del ala

 
Partes del ala.
  • Dispositivo de punta de ala (1): son formas geométricas instaladas en el extremo del ala, de tipo wingtip fence en este caso, su misión es reducir la resistencia inducida del ala ya que evita la conexión entre intradós y el extradós. La distribución de sustentación a lo largo del ala no es uniforme y se produce un fenómeno de barrido de aire hacia la punta del ala, provocando la formación de los vórtices de punta de ala, este efecto es muy acentuado en alas con flecha. Esto provoca que el ala dé energía cinética (en forma de torbellino) al aire consumiendo energía en este proceso, debido a que en el interior del torbellino se forma una zona de baja presión que tiende a "jalar" al avión hacia atrás desde las puntas del ala. Los winglets o aletas reducen este fenómeno, pero en contra generan un elevado momento flector en el encastre del ala. Otros dispositivos de punta de ala son los winglets o los sharklets, raked wing tip.
  • Alerones: se encargar de controlar el movimiento de alabeo en vuelo del avión, mediante una deflexión de manera asimétrica de una porción del ala lo más cercana a la punta y hacia el borde de fuga (un alerón hacia arriba y otro hacia abajo), al generar una fuerza ascensional mayor en la porción que baja y una reducción de la sustentación en la porción que sube, se consigue que el avión gire sobre su eje longitudinal. Es de esta forma por la que el avión realiza giros laterales sin consumir una cantidad elevada de combustible y en un espacio reducido. Existen dos alerones en el ala de aeronaves comerciales:
    • Alerón de baja velocidad o externo (2): usado para realizar giros con el avión a bajo Mach.
    • Alerón de alta velocidad o interno (3): usado para realizar giros con el avión a Mach de crucero.
  • Dispositivos hipersustentadores: son usados durante el despegue o el aterrizaje. La misión de estos elementos es reducir la velocidad mínima que el avión necesita para despegar o aterrizar. Para lograrlo hay varias técnicas: aumentar la superficie de ala, el coeficiente de sustentación del ala, aumentar el coeficiente de sustentación máximo del ala... de esta forma se incrementa la fuerza total de sustentación a una velocidad dada, pudiendo aterrizar a una menor velocidad. La deflexión de estos dispositivos incrementa la resistencia aerodinámica del avión. Pueden ser dispositivos pasivos (mediante una modificación de geometría, aumentando la superficie y/o la curvatura del perfil aerodinámico) o activos (mediante la inyección de energía al aire). Geométricamente:
  • Spoiler, disruptor o deflector (9): son unos elementos usados para destruir la sustentación del ala. Son usados durante el aterrizaje, una vez que el avión toca suelo con las ruedas se despliegan estos dispositivos que evitan que el avión vuelva al aire, a su vez también son usados en caso de descompresión en cabina, al romper la sustentación el avión baja rápidamente a un nivel de vuelo donde la presión sea la adecuada. Finalmente son usado por muchos aviones para bajar más rápidamente (se deflexionan ligeramente).
  • Spoiler-aerofreno (10).

Estructura resistente del ala

 
Estructura del ala, donde se pueden apreciar los largueros, costillas y larguerillos.
 
Sección de ala y caja de torsión.

El ala es, sin duda, uno de los mayores logros de la ingeniería aeronáutica. Combina en un solo componente una estructura eficiente, un componente multifuncional y una ligereza asombrosa. La arquitectura alar actual se basa en la tecnología semimonocasco basada en varios componentes que cumplen un función específica. Hoy en día con la introducción de los materiales compuestos avanzados, la fabricación de la estructura empieza a ser de piezas integradas (larguerillos-revestimiento) pero los componentes (aunque integrados en una pieza) siguen siendo distinguibles:

  • Largueros: en los aviones de fuselaje ancho suele haber tres largueros en la raíz. Dos forman la caja de torsión y el tercero asegura la forma cerca del encastre donde el ala es más grande, para luego quedar solo dos largueros (muchos aviones solo poseen 2 largueros). Entre los largueros anterior y posterior están situados los depósitos de combustible del ala. La misión de los largueros es dar resistencia a la flexión al ala.
  • Costillas: son estructuras que dan resistencia a la torsión al ala y la forma aerodinámica de la misma. Se encuentran intercaladas de manera (más o menos) perpendicular a los largueros. Suelen estar vaciadas para eliminar material no necesario y aligerar peso. Junto con los largueros dan forma a los depósitos de combustible y deben estar preparadas para resistir químicamente el combustible.
  • Larguerillos: son pequeñas vigas (más pequeñas que los largueros) que se sitúan entre costillas para evitar el pandeo local del revestimiento. Pueden estar integrados en el propio revestimiento formando una sola pieza (suelen estar integrados en los aviones recientes de material compuesto).
  • Revestimiento: es la parte externa del ala, cuya misión es resistir esfuerzos cortantes y aislar el combustible del medio ambiente. Es lo que vemos como "la piel del ala".

Aparte de todos estos componentes estructurales internos, el ala lleva los elementos que componen la cinemática de los dispositivos hipersustentadores.

Geometría del ala

  • Perfil alar: Es la forma de la sección del ala, es decir lo que veríamos si cortáramos ésta transversalmente "como en rodajas". Salvo en el caso de alas rectangulares en que todos los perfiles ("rodajas") son iguales, lo habitual es que los perfiles que componen un ala sean diferentes; se van haciendo más pequeños y estrechos hacia los extremos del ala.
  • Borde de ataque: Es el borde delantero del ala, la línea que une la parte anterior de todos los perfiles que forman el ala. Es una definición geométrica, no física, ya que no coincide con los puntos de remanso de los perfiles en vuelo. Es también la zona más susceptible a tener formación de hielo, por lo tanto suele tener sistemas de deshielo o antihielo.
  • Borde de salida o de fuga: Es el borde posterior del ala, es decir la línea que une la parte posterior de todos los perfiles del ala; o dicho de otra forma: la parte del ala por donde el flujo de aire perturbado por ella, retorna a la corriente libre. Es en este borde donde se ubican parte de los componentes de hipersustentación como los flaps
  • Extradós: Parte superior del ala comprendida entre los bordes de ataque y salida. En esta zona (en vuelo normal del avión) se forman bajas presiones y el aire es acelerado. Es normal encontrarse ondas de choque en esta zona.
  • Intradós: Parte inferior del ala comprendida entre los bordes de ataque y salida. En esta zona (en vuelo normal del avión) se forman sobrepresiones. Una sobrepresión en el intradós unida a una depresión en el extradós compone la sustentación global de ala.
  • Espesor: Distancia entre el extradós y el intradós, que varía a lo largo de la cuerda.
  • Cuerda: Es la línea recta imaginaria trazada entre los bordes de ataque y de salida de cada perfil.
  • Cuerda media: Al igual que los perfiles del ala no suelen ser iguales, sino que van disminuyendo hacia los extremos, lo mismo sucede con las cuerdas de cada uno. Por tanto, al tener cada perfil una cuerda distinta, lo normal es hablar de cuerda media del ala. Se definen dos tipos de cuerta: la cuerda media aerodinámica y la cuerda media geométrica.
  • Línea del 25% de la cuerda: Línea imaginaria que se obtendría al unir todos los puntos situados a una distancia del 25% de la longitud de la cuerda de cada perfil (medida desde el borde de ataque), distancia medida comenzando por el Borde de ataque.
  • Curvatura. Del ala desde el borde de ataque al de salida. Curvatura superior se refiere a la de la superficie superior (extradós); inferior a la de la superficie inferior (intradós), y curvatura media a la equidistante a ambas superficies. Aunque se puede dar en cifra absoluta, lo normal es que se exprese en % de la cuerda.
  • Superficie alar: Superficie total correspondiente al ala. Este término puede ser confuso, ya que la superficie del ala puede tener en cuenta los dispositivos de punta de ala o no, dando superficies diferentes. La superficie alar es usada como referencia a la hora de calcular los coeficientes de fuerzas.
  • Envergadura: Distancia entre los dos extremos del ala. Por definición, si multiplicamos la envergadura por la cuerda media geométrica debemos obtener la superficie alar.
  • Alargamiento: Cociente entre la envergadura y la cuerda media. Este dato nos dice la relación existente entre la longitud y la anchura del ala (Envergadura/Cuerda media). Por ejemplo; si este cociente fuera 1 estaríamos ante un ala cuadrada de igual longitud que anchura. Obviamente a medida que este valor se hace más elevado el ala es más larga y estrecha. Este cociente afecta a la resistencia inducida de forma que: a mayor alargamiento, menor resistencia inducida. Las alas cortas y anchas son fáciles de construir y muy resistentes estructuralmente pero generan mucha resistencia; por el contrario las alas alargadas y estrechas generan poca resistencia pero son más difíciles de construir y presentan problemas estructurales. Normalmente el alargamiento suele estar comprendido entre 5:1 y 10:1. o más. A menor alargamiento, más velocidad posible (menos resistencia) pero requiere asimismo más empuje o tracción (aviones rápidos); a mayor alargamiento, menos velocidad pero menos empuje o tracción requeridos. El extremo lo constituyen los planeadores cuya resistencia inducida es mínima y su coeficiente de planeo máximo.
  • Flecha: Ángulo que forman las alas (más concretamente la línea del 25% de la cuerda) respecto del eje transversal del avión. La flecha puede ser positiva (extremos de las alas orientados hacia atrás respecto a la raíz o encastre, que es lo habitual), neutra, o negativa (extremos adelantados). Para tener una idea más gráfica, pongamos nuestros brazos en cruz como si fueran unas alas; en esta posición tienen flecha nula, si los echamos hacia atrás tienen flecha positiva, y si los echamos hacia delante tienen flecha negativa.
  • Estrechamiento alar: En un ala, relación entre la cuerda del perfil alar en la punta del ala dividido por la cuerda del perfil alar del encastre. (Estrechamiento=Cuerda del perfil en la punta de ala/Cuerda del perfil del encastre). Es decir, la variación de la longitud de la cuerda a lo largo del ala. Un ala rectangular tiene un estrechamiento 1 y un ala triangular estrechamiento 0. Puede darse estrechamiento de dos formas (o ambas):
    • Estrechamiento en planta (planform taper): reducción de la cuerda y el espesor desde el encastre hasta la punta ("conicidad").
    • Estrechamiento en espesor (thickness taper): reducción del espesor desde el encastre hasta la punta, pero la cuerda se mantiene constante.

Forma en planta del ala

A la hora de diseñar un avión la forma en planta determinará principalmente la distribución de carga alar (y por lo tanto los esfuerzo en el encastre), la eficiencia del ala y la resistencia del ala, además hay que tener en cuenta a la hora de elegirla factores como el coste de fabricación, el espacio para los sistemas y las condiciones de vuelo del avión.[8]

Por las formas en planta las alas se pueden clasificar en:

  • Rectangular o recta. Es típica de las avionetas, un ala con forma de rectángulo. Muy barata y fácil de construir. Esta ala se instala en aviones que realicen vuelos cortos (en tiempo) a baja velocidad y que premien el obtener un avión barato antes que eficiente. Ejemplos de aviones con ala rectangular son el Piper PA-32, el Thorp T-18 o bien el Pilatus PC-6[9][10]
  • Trapezoidal. También típica de avionetas, es un ala que su anchura de la raíz a la punta se reduce progresivamente dándole una forma trapezoidal. Es más eficiente que el ala recta dando para una dificultad de construcción no mucho mayor. También es posible encontrar este tipo de ala en los cazas supersónicos. Aviones que usan esta ala son, con un ala muy pequeña, el X-3 Stiletto, o los cazas F-22 Raptor y X-32.[11][12][13]
  • Flecha. El ala forma un ángulo no recto con el fuselaje, de esta forma se consigue engañar al aire que se encuentra el avión reduciendo el número de Mach que ven realmente los perfiles del ala.[17]​ Son típicas de aviones en vuelo subsónico alto, de esta forma consigue reducir el Mach de divergencia y por lo tanto a una misma potencia motor pueden volar más rápido. También suelen llevar este tipo de ala los cazas supersónicos cuando no usan otras configuraciones. Ejemplos de ala en flecha nos los podemos encontrar en la mayoría de los aviones actuales de transporte de pasajeros, el B-52 (uno de los primeros aviones reactores de serie en servicio), el Su-47 con flecha invertida o el F-14 con ala de flecha variable.[18][19][20]
  • Delta es el ala generalmente usada para aviones en vuelo supersónico, especialmente en cazas de combate. La gran ventaja de esta ala es que consigue que el borde de ataque del ala quede retrasado respecto a la onda de choque generada por la punta del avión. Una gran mayoría de cazas poseen este tipo de ala como el F-106, también usando un canard como el Eurofighter typhoon (cuyo fuselaje además cumple la regla del área)[21][22]
  • Ojival. Es una variación del ala en forma de delta. El avión supersónico Concorde es un claro ejemplo para este tipo de ala.

Véase también

Referencias

  1. Presentación de la NASA sobre los «fundamentos del vuelo (Fundamentals of Flight)» (en inglés). Consultado el 11 de enero de 2009.  donde viene descrito en detalle el proceso por el cual se genera la sustentación
  2. Página oficial de Boeing sobre el «Apache AH-64» (en inglés). Consultado el 11 de enero de 2009.  describiendo sus principales características
  3. «Biografía de Otto Lilienthal 'Peacemaker'». Consultado el 11 de enero de 2009.  y su contribución a la aeronáutica moderna
  4. Synthesis of Subsonic Airplane Design, Torenbeek, Delft University Press, 1981-1990, p. 215.
  5. Patente de Airbus sobre la disposición de los «tanques de combustible» (en inglés). Consultado el 11 de enero de 2009. , así como su localización en un avión bimotor subsónico comercial
  6. Descripción de las «luces del avión» (en inglés). Consultado el 11 de enero de 2009. , su localización y sus funciones principales
  7. Landing Gear Integration in Aircraft Conceptual Design, Sonny T. Chai and William H. Mason, MAD Center Report: MAD 96-09-01, September 1996, 1981-1990, Virginia Polytechnic Institute and State University Blacksburg, Virginia, 24061-0203.
  8. Synthesis of Subsonic Airplane Design, Torenbeek, Delft University Press, 1981-1990, p. 232-241.
  9. «Rectangular Wings» (en inglés). Consultado el 10 de enero de 2009. 
  10. Pilatus PC-6 con designación estadounidense (en inglés). Archivado desde el original el 1 de diciembre de 2008. Consultado el 10 de enero de 2009. 
  11. Ficha del avión, en Absolute Astronomy, «X-3 Stiletto» (en inglés). Consultado el 10 de enero de 2009. 
  12. Historia del desarrollo del «F-22 Raptor» (en inglés). Consultado el 10 de enero de 2009. 
  13. Ficha del avión demostrador «X-32» (en inglés). Consultado el 10 de enero de 2009. 
  14. Descripción del ala elíptica ( «Elliptic Wing» (en inglés). Consultado el 10 de enero de 2009.  (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).)
  15. Carpenter, Chris. Flightwise: Part 1, Principles of Aircraft Flight. Shrewsbury, Reino Unido: AirLife, 1996. ISBN 1-85310-719-0.
  16. Ficha del avión «Heinkel He 111» (en inglés). Consultado el 10 de enero de 2009.  (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
  17. Diedro efectivo de las ( (en inglés). Archivado desde el original el 20 de septiembre de 2008. Consultado el 10 de enero de 2009. )
  18. Artículo resumen sobre el ( «B-52». Consultado el 10 de enero de 2009. ) americano
  19. Artículo sobre el ( . Archivado desde el original el 5 de octubre de 2009. Consultado el 10 de enero de 2009. ) ruso
  20. Descripción del mecanismo de flecha variable del «F-14 Tomcat» (en inglés). Consultado el 11 de enero de 2009. 
  21. Colección de fotos de la NASA sobre el (en inglés). Archivado desde el original el 20 de enero de 2009. Consultado el 11 de enero de 2009. 
  22. Ficha del «Eurofighter Typhoon» (en inglés). Consultado el 11 de enero de 2009.  en Airforce technology

Bibliografía

  • Synthesis of Subsonic Airplane Design, Torenbeek, Delft University Press, 1981-1990
  • Fundamentals of Flight, Richard Shevell, Douglas designer, Prentice Hall, 1983-1989, ISBN 0-13-339060-8
  • Airframe structural design, Michael Niu, Lockheed, Conmilit press, 1992, ISBN 962-7128-04-X
  • Design for Air Combat, Ray Whitford, Jane's, 1987, ISBN 0-7106-0426-2
  • Landing Gear Integration in Aircraft Conceptual Design, Sonny T. Chai and William H. Mason, MAD Center Report: MAD 96-09-01, September 1996, 1981-1990, Virginia Polytechnic Institute and State University Blacksburg, Virginia, 24061-0203.

Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Alas de aeronaves.
  • Contenido sobre ala en ONI
  • Cómo funcionan las alas (inglés) - Holger Babinsky Physics Education 2003
  • How Airplanes Fly: A Physical Description of Lift
  • Demystifying the Science of Flight - Parte del programa "NPR's Talk of the Nation Science Friday"
  • Flight of the StyroHawk wing
  • en animales
  • See How It Flies
  •   Datos: Q20078304
  •   Multimedia: Aircraft wings

aeronáutica, aeronáutica, denomina, cuerpo, aerodinámico, configuración, fuerte, resistente, estructuralmente, compuesta, perfil, aerodinámico, perfil, alar, envolviendo, más, largueros, capaz, generar, diferencia, presiones, entre, cara, superior, extradós, c. En aeronautica se denomina ala a un cuerpo aerodinamico de configuracion muy fuerte y resistente estructuralmente compuesta por un perfil aerodinamico o perfil alar envolviendo a uno o mas largueros y que es capaz de generar una diferencia de presiones entre su cara superior extrados y su cara inferior intrados al desplazarse por el aire lo que produce la fuerza ascendente de sustentacion que mantiene al avion en vuelo El ala tipica tambien utiliza el principio de accion y reaccion generando una fuerza cuya componente vertical contrarresta al peso En el caso particular de las alas para aviones supersonicos el diseno esta orientado a usar solo este efecto de la reaccion y se evita la sustentacion aerodinamica El ala compensara por tanto el peso del avion y a su vez generara una resistencia 1 El efecto de sustentacion aerodinamica existe debido a las caracteristicas neumaticas del aire es su compresibilidad la que hace posible el desbalance entre las presiones de las caras del intrados y el extrados Ala de un avion en vuelo Se utiliza en diversas aeronaves es el componente de referencia de las aeronaves de ala fija avion por ejemplo pero no es exclusivo de ellas Por ejemplo los helicopteros como AH 64 Apache y los Autogiros son dos tipos de aeronave de alas giratorias que aparte de sus alas giratorias posee ademas unas alas fijas que utiliza para llevar armamento en este caso la funcion principal de sustentar la aeronave se pierde pero sigue siendo un ala embrionaria cuya funcion principal se ha cambiado por otra 2 Vista frontal del AH 64 Apache con alas fijas cargando armamento Los pioneros de la aviacion tratando de emular el vuelo de las aves construyeron todo tipo de artefactos dotados de alas articuladas que generaban corrientes de aire o bien construyeron artefactos planeadores que al lanzarse desde sitios elevados con corrientes de aire ofrecian sustentacion Solo cuando se pudo disponer de un motor de suficiente potencia se construyeron aeroplanos con alas fijas que surcaban el aire en vez de moverlo de manera autopropulsada fue entonces posible el vuelo de maquinas mas pesadas que el aire por sus propios medios y no dependientes de la gravedad como los planeadores Fueron los hermanos Wright en 1903 quienes consiguieron el primer vuelo autopropulsado sin embargo Alberto Santos Dumont fue el primero en cumplir un circuito preestablecido bajo la supervision oficial de especialistas en la materia periodistas y ciudadanos parisinos El 23 de octubre de 1906 volo cerca de 60 metros a una altura de 2 a 3 metros del suelo con su 14 bis en el campo de Bagatelle en Paris Santos Dumont fue realmente la primera persona en realizar un vuelo en una aeronave mas pesada que el aire por medios propios ya que el Kitty Hawk de los hermanos Wright necesito de la catapulta hasta 1908 Realizado en Paris Francia el 12 de noviembre de 1906 no solo tuvo buenos testigos presentes y por la prensa sino tambien lo vieron varios aviadores y autoridades Asimismo son de destacar los planeadores construidos por John Joseph Montgomery y Otto Lilienthal que consiguieron vuelos sustentados con alas y controlados pero no autopropulsados es decir carecian de motor 3 Aunque hay alas de todos los tipos y formas todas obedecen a los mismos principios explicados con anterioridad y estan caracterizadas por una forma alargada una dimension es bastante mayor que las otras dimensiones En un avion moderno el ala cumple ademas otras funciones aparte de sustentar el peso conjunto propio de las alas mas el del resto de la estructura principalmente el fuselaje y las superficies de mando como el estabilizador horizontal y el timon de direccion En las funciones del ala que es ademas uno de los componentes que mas ha evolucionado desde el inicio de la aviacion como se puede ver en su evolucion historica Al ser una de las partes mas importantes del avion y quizas la mas estudiada hasta el punto de que desde los anos 30 existieron aeronaves sin fuselaje ni superficies de mando independientes las llamadas ala volante resulta que es posiblemente la que mas terminologia emplee para distinguir sus diferentes partes contando con partes moviles partes estructurales y partes geometricas Por ultimo es interesante observar como las diferentes formas en planta se han adaptado a los diferentes regimenes de vuelo Indice 1 Funciones del ala 2 Historia y configuracion del ala 3 Partes geometricas moviles del ala 4 Estructura resistente del ala 5 Geometria del ala 6 Forma en planta del ala 7 Vease tambien 8 Referencias 9 Bibliografia 10 Enlaces externosFunciones del ala EditarEl ala es el principal componente de un avion su principal funcion es asegurar la sustentacion que compensa al peso Esto hace que el avion pueda mantener un vuelo estable Pero al ser una estructura bastante grande la evolucion tecnologica de los aviones ha hecho que adquiera una serie de nuevas funciones aparte de mantener el vuelo El ala es disenada basandose en criterios de actuaciones en vuelo es decir la velocidad de diseno el coeficiente de planeo la carga util la maniobrabilidad del avion todo ello implica consideraciones de diseno estructural y finalmente factores de diseno global del avion por ejemplo donde poner un sistema u otro 4 Un resumen de sus funciones principales seria el siguiente Dar sustentacion y mantener el vuelo compensando el peso del avion Proveer de control al avion en vuelo Normalmente el ala es la encargada de las funciones de control de balance mediante la disposicion del diedro asi como las funciones de control alrededor del eje longitudinal mediante los alerones En algunas alas por ejemplo ala en delta es tambien la encargada del control de cabeceo normalmente se encarga el estabilizador horizontal lateral Asegurar la capacidad de despegue y aterrizaje del avion cosa que suele realizar ayudandose de los dispositivos hipersustentadores aumentando el area efectiva y el coeficiente de sustentacion En aquellos aviones con motores en ala es la encargada de sujetar el o los motores y transmitir su empuje al avion completo Asi como los sistemas necesarios para el drenaje de aire del motor suministro de combustible y control del motor cableado el sistema que realiza el control del motor no esta situado normalmente en el ala Alojar el combustible con el paso de los anos el ala se ha adaptado para llevar en el interior de sus estructura el combustible que el avion utiliza para el vuelo Esto es debido a que el peso del combustible no ha de alterar la posicion del centro de gravedad para mantener el centrado aerodinamico del avion El combustible se lleva tambien en la parte baja del encastre y en algunos aviones de transporte grandes en un deposito trasero para mantener el centrado Por lo tanto la estructura interna del ala debe estar preparada para contener combustible proteccion quimica 5 Luces y senalizacion En los extremos del ala suelen encontrarse normalmente luces que son utilizadas para la senalizacion como por ejemplo la luces de navegacion de posicion y en algunas aeronaves de ala fija se instalan las luces de aterrizaje y carreteo 6 Soporte de armamento En los aviones militares los misiles suelen estar montados sobre el ala y el fuselaje Soporte de tanques de combustible externos muchos aviones en especial militares llevan tanques de combustible auxiliares para misiones con el alcance extendido Alojamiento del tren de aterrizaje muchos aviones tiene parte o bien todo el tren de aterrizaje dentro del ala 7 Soporte para salida de emergencia al estar muchas salidas de emergencia localizadas al lado del ala el ala debe ser capaz de aguantar en un momento de evacuacion a los pasajeros sobre ella Historia y configuracion del ala EditarArticulo principal Configuracion alar Un Sopwith Camel caza biplano de la Primera Guerra Mundial Supermarine Spitfire un ejemplo de avion monocasco de la Segunda Guerra Mundial P26 A Peashooter un ejemplo de avion monoplano de los anos 1930 pero con tensores externos Ejemplo de configuracion con ala alta de un C 295 donde el tren de aterrizaje se encuentra en el fuselaje Los primeros aviones fueron construidos con la configuracion alar de biplano donde dos alas eran unidas entre si mediante tirantes y rigidizadores Los motivos de esta configuracion eran debidos a problemas estructurales no era posible tener una estructura lo suficientemente resistente como para aguantar toda la sustentacion que necesitaba el avion usando solamente un ala era necesario minimizar el tamano del ala y por tanto los esfuerzos estructurales y por lo tanto se necesito aumentar su numero para hacer que el avion volara Esta configuracion se mantuvo durante mucho tiempo incluso hubo algun avion de configuracion triplano e incluso multiplano de mas de tres alas hasta la aparicion de los aviones monoplano gracias a un avance en la ciencia de materiales y de estructuras Como se puede ver en la imagen del Sopwith Camel los aviones biplanos utilizaban elementos externos debido a la falta de rigidez de las alas para dar la resistencia necesaria a las alas durante el vuelo y sobre todo las maniobras Estos elementos en un principio no eran aerodinamicos mas bien cuerpos romos y daban una gran resistencia al vuelo Un gran avance fue la introduccion del avion monoplano y sobre todo el avion semimonocasco y monocascoLas configuraciones actuales de aviones comerciales y de aviones de transporte suelen ser de una sola ala y configuracion semimonocasco El ala se disena para poder resistir por ella misma todos los esfuerzos que se puede encontrar durante el vuelo y realiza varias funciones Este diseno es el basico en todas las configuraciones volando en subsonico aunque debido a motivos especiales algunos aviones usan configuraciones distintas para resolver problemas concretos Los aviones monoplano tienen diversas configuraciones posibles Bien pueden tener el ala baja donde el ala va a la altura del fuselaje inferior lo que facilita el acceso al motor pero obliga a tener un tren de aterrizaje mas grande es la mas usada en aviones comerciales de pasajeros Otra ala tradicional es el ala alta donde el ala esta instalada en la parte superior del fuselaje con lo cual se requiere un tren de aterrizaje mas pequeno pero crea problemas en la zona del fuselaje donde se encuentra el ala ya que el espacio es mas reducido Tambien tenemos el ala media tipica de los cazas militares y el parasol que es un ala montada por encima del fuselaje Por regla general los aviones comerciales de pasajeros suelen ser de ala baja para poder dar cabida a mayor numero de pasajeros y el tren de aterrizaje se suele colocar en el carenado del vientre del ingles belly fairing del avion Los aviones de transporte suelen ser derivaciones de aviones comerciales o bien aviones especificos para transporte especialmente los aviones de transporte militar como el A400M estos aviones tienden a ser de configuracion de ala alta y tienen su tren de aterrizaje en la parte inferior del fuselaje siendo bastante corto Esto permite que haya mas espacio alrededor para realizar operaciones de carga y descarga Ejemplo de ala volante Northrop YB 49 Ejemplo de ala en delta en el Eurofighter Typhoon Hay varios tipos de alas para los aviones Recta de cuerda constante Trapezoidal recta con estrechamiento Eliptica Flecha Flecha invertida Doble flecha Flecha variable Delta Delta con timones canard Delta con timones traseros Doble delta OjivalLos modelos previos responden a guias generales de como son los aviones en la actualidad pero dependen claramente del avion concreto y la mision a realizar Por ejemplo el Fokker 60 es un avion de pasajeros con ala alta y el tren de aterrizaje en los motores En la actualidad hay diversos estudios para cambiar radicalmente la forma del avion comercial y dejar la estructura fuselaje ala pasando a una estructura totalmente integrada llamada ala volante Esta estructura tiene la ventaja de ofrecer una menor resistencia para un mismo numero de pasajeros aunque hoy en dia se enfrenta a un problema a la hora de responder a los requerimientos de evacuacion del avion de las autoridades los pasajeros estarian en filas de 20 30 pasajeros comparadas con el maximo de 11 de hoy en dia Hay diversos aviones operativos militares en su mayoria con esta configuracion por ejemplo el Northrop YB 49 o el B 2 Spirit Otra concepcion parecida intermedia es una fusion de fuselaje y ala en una sola estructura pero sin llegar a ser un solo componente aunque diferenciados Es el llamado fuselaje integrado que viene a ser un paso intermedio entre una configuracion monoplano clasica actual y la configuracion de ala volante Todos las configuraciones previas estan centradas en los aviones comerciales que son en su mayoria aviones que vuelan en subsonico los aviones militares especialmente los cazas vuelan en regimen supersonico y por lo tanto la configuracion alar debe responder a esta diferencia En general los aviones militares supersonicos utilizan una configuracion de ala en delta ya sea con variantes de canard doble delta que responde mejor a las necesidades de la mision Estas alas tienen sus dificultades y ningun avion usa hoy en dia un ala delta pura Partes geometricas moviles del ala Editar Partes del ala Dispositivo de punta de ala 1 son formas geometricas instaladas en el extremo del ala de tipo wingtip fence en este caso su mision es reducir la resistencia inducida del ala ya que evita la conexion entre intrados y el extrados La distribucion de sustentacion a lo largo del ala no es uniforme y se produce un fenomeno de barrido de aire hacia la punta del ala provocando la formacion de los vortices de punta de ala este efecto es muy acentuado en alas con flecha Esto provoca que el ala de energia cinetica en forma de torbellino al aire consumiendo energia en este proceso debido a que en el interior del torbellino se forma una zona de baja presion que tiende a jalar al avion hacia atras desde las puntas del ala Los winglets o aletas reducen este fenomeno pero en contra generan un elevado momento flector en el encastre del ala Otros dispositivos de punta de ala son los winglets o los sharklets raked wing tip Alerones se encargar de controlar el movimiento de alabeo en vuelo del avion mediante una deflexion de manera asimetrica de una porcion del ala lo mas cercana a la punta y hacia el borde de fuga un aleron hacia arriba y otro hacia abajo al generar una fuerza ascensional mayor en la porcion que baja y una reduccion de la sustentacion en la porcion que sube se consigue que el avion gire sobre su eje longitudinal Es de esta forma por la que el avion realiza giros laterales sin consumir una cantidad elevada de combustible y en un espacio reducido Existen dos alerones en el ala de aeronaves comerciales Aleron de baja velocidad o externo 2 usado para realizar giros con el avion a bajo Mach Aleron de alta velocidad o interno 3 usado para realizar giros con el avion a Mach de crucero Dispositivos hipersustentadores son usados durante el despegue o el aterrizaje La mision de estos elementos es reducir la velocidad minima que el avion necesita para despegar o aterrizar Para lograrlo hay varias tecnicas aumentar la superficie de ala el coeficiente de sustentacion del ala aumentar el coeficiente de sustentacion maximo del ala de esta forma se incrementa la fuerza total de sustentacion a una velocidad dada pudiendo aterrizar a una menor velocidad La deflexion de estos dispositivos incrementa la resistencia aerodinamica del avion Pueden ser dispositivos pasivos mediante una modificacion de geometria aumentando la superficie y o la curvatura del perfil aerodinamico o activos mediante la inyeccion de energia al aire Geometricamente Carenados de los flaps 4 Flap Krueger 5 es un dispositivo hipersustentador pasivo complejo Slats 6 Son dispositivos de borde de ataque Flap de 3 partes interior 7 Flap de 3 partes exterior 8 Spoiler disruptor o deflector 9 son unos elementos usados para destruir la sustentacion del ala Son usados durante el aterrizaje una vez que el avion toca suelo con las ruedas se despliegan estos dispositivos que evitan que el avion vuelva al aire a su vez tambien son usados en caso de descompresion en cabina al romper la sustentacion el avion baja rapidamente a un nivel de vuelo donde la presion sea la adecuada Finalmente son usado por muchos aviones para bajar mas rapidamente se deflexionan ligeramente Spoiler aerofreno 10 Estructura resistente del ala Editar Estructura del ala donde se pueden apreciar los largueros costillas y larguerillos Seccion de ala y caja de torsion El ala es sin duda uno de los mayores logros de la ingenieria aeronautica Combina en un solo componente una estructura eficiente un componente multifuncional y una ligereza asombrosa La arquitectura alar actual se basa en la tecnologia semimonocasco basada en varios componentes que cumplen un funcion especifica Hoy en dia con la introduccion de los materiales compuestos avanzados la fabricacion de la estructura empieza a ser de piezas integradas larguerillos revestimiento pero los componentes aunque integrados en una pieza siguen siendo distinguibles Largueros en los aviones de fuselaje ancho suele haber tres largueros en la raiz Dos forman la caja de torsion y el tercero asegura la forma cerca del encastre donde el ala es mas grande para luego quedar solo dos largueros muchos aviones solo poseen 2 largueros Entre los largueros anterior y posterior estan situados los depositos de combustible del ala La mision de los largueros es dar resistencia a la flexion al ala Costillas son estructuras que dan resistencia a la torsion al ala y la forma aerodinamica de la misma Se encuentran intercaladas de manera mas o menos perpendicular a los largueros Suelen estar vaciadas para eliminar material no necesario y aligerar peso Junto con los largueros dan forma a los depositos de combustible y deben estar preparadas para resistir quimicamente el combustible Larguerillos son pequenas vigas mas pequenas que los largueros que se situan entre costillas para evitar el pandeo local del revestimiento Pueden estar integrados en el propio revestimiento formando una sola pieza suelen estar integrados en los aviones recientes de material compuesto Revestimiento es la parte externa del ala cuya mision es resistir esfuerzos cortantes y aislar el combustible del medio ambiente Es lo que vemos como la piel del ala Aparte de todos estos componentes estructurales internos el ala lleva los elementos que componen la cinematica de los dispositivos hipersustentadores Geometria del ala EditarPerfil alar Es la forma de la seccion del ala es decir lo que veriamos si cortaramos esta transversalmente como en rodajas Salvo en el caso de alas rectangulares en que todos los perfiles rodajas son iguales lo habitual es que los perfiles que componen un ala sean diferentes se van haciendo mas pequenos y estrechos hacia los extremos del ala Borde de ataque Es el borde delantero del ala la linea que une la parte anterior de todos los perfiles que forman el ala Es una definicion geometrica no fisica ya que no coincide con los puntos de remanso de los perfiles en vuelo Es tambien la zona mas susceptible a tener formacion de hielo por lo tanto suele tener sistemas de deshielo o antihielo Borde de salida o de fuga Es el borde posterior del ala es decir la linea que une la parte posterior de todos los perfiles del ala o dicho de otra forma la parte del ala por donde el flujo de aire perturbado por ella retorna a la corriente libre Es en este borde donde se ubican parte de los componentes de hipersustentacion como los flapsExtrados Parte superior del ala comprendida entre los bordes de ataque y salida En esta zona en vuelo normal del avion se forman bajas presiones y el aire es acelerado Es normal encontrarse ondas de choque en esta zona Intrados Parte inferior del ala comprendida entre los bordes de ataque y salida En esta zona en vuelo normal del avion se forman sobrepresiones Una sobrepresion en el intrados unida a una depresion en el extrados compone la sustentacion global de ala Espesor Distancia entre el extrados y el intrados que varia a lo largo de la cuerda Cuerda Es la linea recta imaginaria trazada entre los bordes de ataque y de salida de cada perfil Cuerda media Al igual que los perfiles del ala no suelen ser iguales sino que van disminuyendo hacia los extremos lo mismo sucede con las cuerdas de cada uno Por tanto al tener cada perfil una cuerda distinta lo normal es hablar de cuerda media del ala Se definen dos tipos de cuerta la cuerda media aerodinamica y la cuerda media geometrica Linea del 25 de la cuerda Linea imaginaria que se obtendria al unir todos los puntos situados a una distancia del 25 de la longitud de la cuerda de cada perfil medida desde el borde de ataque distancia medida comenzando por el Borde de ataque Curvatura Del ala desde el borde de ataque al de salida Curvatura superior se refiere a la de la superficie superior extrados inferior a la de la superficie inferior intrados y curvatura media a la equidistante a ambas superficies Aunque se puede dar en cifra absoluta lo normal es que se exprese en de la cuerda Superficie alar Superficie total correspondiente al ala Este termino puede ser confuso ya que la superficie del ala puede tener en cuenta los dispositivos de punta de ala o no dando superficies diferentes La superficie alar es usada como referencia a la hora de calcular los coeficientes de fuerzas Envergadura Distancia entre los dos extremos del ala Por definicion si multiplicamos la envergadura por la cuerda media geometrica debemos obtener la superficie alar Alargamiento Cociente entre la envergadura y la cuerda media Este dato nos dice la relacion existente entre la longitud y la anchura del ala Envergadura Cuerda media Por ejemplo si este cociente fuera 1 estariamos ante un ala cuadrada de igual longitud que anchura Obviamente a medida que este valor se hace mas elevado el ala es mas larga y estrecha Este cociente afecta a la resistencia inducida de forma que a mayor alargamiento menor resistencia inducida Las alas cortas y anchas son faciles de construir y muy resistentes estructuralmente pero generan mucha resistencia por el contrario las alas alargadas y estrechas generan poca resistencia pero son mas dificiles de construir y presentan problemas estructurales Normalmente el alargamiento suele estar comprendido entre 5 1 y 10 1 o mas A menor alargamiento mas velocidad posible menos resistencia pero requiere asimismo mas empuje o traccion aviones rapidos a mayor alargamiento menos velocidad pero menos empuje o traccion requeridos El extremo lo constituyen los planeadores cuya resistencia inducida es minima y su coeficiente de planeo maximo Flecha Angulo que forman las alas mas concretamente la linea del 25 de la cuerda respecto del eje transversal del avion La flecha puede ser positiva extremos de las alas orientados hacia atras respecto a la raiz o encastre que es lo habitual neutra o negativa extremos adelantados Para tener una idea mas grafica pongamos nuestros brazos en cruz como si fueran unas alas en esta posicion tienen flecha nula si los echamos hacia atras tienen flecha positiva y si los echamos hacia delante tienen flecha negativa Estrechamiento alar En un ala relacion entre la cuerda del perfil alar en la punta del ala dividido por la cuerda del perfil alar del encastre Estrechamiento Cuerda del perfil en la punta de ala Cuerda del perfil del encastre Es decir la variacion de la longitud de la cuerda a lo largo del ala Un ala rectangular tiene un estrechamiento 1 y un ala triangular estrechamiento 0 Puede darse estrechamiento de dos formas o ambas Estrechamiento en planta planform taper reduccion de la cuerda y el espesor desde el encastre hasta la punta conicidad Estrechamiento en espesor thickness taper reduccion del espesor desde el encastre hasta la punta pero la cuerda se mantiene constante Forma en planta del ala EditarA la hora de disenar un avion la forma en planta determinara principalmente la distribucion de carga alar y por lo tanto los esfuerzo en el encastre la eficiencia del ala y la resistencia del ala ademas hay que tener en cuenta a la hora de elegirla factores como el coste de fabricacion el espacio para los sistemas y las condiciones de vuelo del avion 8 Por las formas en planta las alas se pueden clasificar en Rectangular o recta Es tipica de las avionetas un ala con forma de rectangulo Muy barata y facil de construir Esta ala se instala en aviones que realicen vuelos cortos en tiempo a baja velocidad y que premien el obtener un avion barato antes que eficiente Ejemplos de aviones con ala rectangular son el Piper PA 32 el Thorp T 18 o bien el Pilatus PC 6 9 10 Ala Recta Piper PA 32 Cherokee Six Thorp T 18 Pilatus PC 6 Porter Fairchild Republic A 10 Thunderbolt IITrapezoidal Tambien tipica de avionetas es un ala que su anchura de la raiz a la punta se reduce progresivamente dandole una forma trapezoidal Es mas eficiente que el ala recta dando para una dificultad de construccion no mucho mayor Tambien es posible encontrar este tipo de ala en los cazas supersonicos Aviones que usan esta ala son con un ala muy pequena el X 3 Stiletto o los cazas F 22 Raptor y X 32 11 12 13 Trapezoidal X 3 Stiletto de ala pequena F 22 Raptor caza con un ala de bajo alargamiento X 32 un prototipo de caza de Boeing Grob 102 Astir un velero monoplaza se aprecia el gran alargamientoEliptica Ala que minimiza la resistencia inducida 14 Tipica de algunos cazas de la Segunda Guerra Mundial ya que no utilizaban dispositivos de punta de ala Bastante complicada de construir es un ala practicamente en desuso Cazas como el Supermarine Spitfire el Heinkel He 112 algunos modelos del Heinkel He 111 y el Baumer Sausewind 15 16 Eliptica Supermarine Spitfire famoso caza de la Segunda Guerra Mundial Tres Heinkel He 111 en formacion Flecha El ala forma un angulo no recto con el fuselaje de esta forma se consigue enganar al aire que se encuentra el avion reduciendo el numero de Mach que ven realmente los perfiles del ala 17 Son tipicas de aviones en vuelo subsonico alto de esta forma consigue reducir el Mach de divergencia y por lo tanto a una misma potencia motor pueden volar mas rapido Tambien suelen llevar este tipo de ala los cazas supersonicos cuando no usan otras configuraciones Ejemplos de ala en flecha nos los podemos encontrar en la mayoria de los aviones actuales de transporte de pasajeros el B 52 uno de los primeros aviones reactores de serie en servicio el Su 47 con flecha invertida o el F 14 con ala de flecha variable 18 19 20 Flecha Flecha invertida Flecha variable Doble flecha B 52 avion con ala en flecha X 29 avion experimental con ala en flecha invertida F 14 Tomcat avion ala de geometria variable con alas plegadas flecha elevada F 14 Tomcat con alas extendidas flecha pequena Delta es el ala generalmente usada para aviones en vuelo supersonico especialmente en cazas de combate La gran ventaja de esta ala es que consigue que el borde de ataque del ala quede retrasado respecto a la onda de choque generada por la punta del avion Una gran mayoria de cazas poseen este tipo de ala como el F 106 tambien usando un canard como el Eurofighter typhoon cuyo fuselaje ademas cumple la regla del area 21 22 Delta Delta con canard Delta con timones Doble delta F 106 con ala en delta Tambien tiene un fuselaje adaptado a la regla del area Saab 39 Gripen avion con ala en delta y canards F 16 avion con ala en delta y timones Saab 35 Draken avion con ala en doble delta Ojival Es una variacion del ala en forma de delta El avion supersonico Concorde es un claro ejemplo para este tipo de ala Ojival Concorde el avion comercial supersonico de la industria europeaVease tambien EditarPerfil alar Vorticidad Historia de la aviacion Fuselaje Avion Dispositivo hipersustentadorReferencias Editar Presentacion de la NASA sobre los fundamentos del vuelo Fundamentals of Flight en ingles 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