Modelo de túnel de viento AGARD-B

AGARD-B es un modelo estándar para túnel de viento (modelo de calibración) que se utiliza para verificar, mediante la comparación de los resultados de las pruebas con datos publicados previamente, la cadena de medición en un túnel de viento . Junto con su derivado AGARD-C, pertenece a una familia ^{[ 1 ]} de modelos estándar para túnel de viento de AGARD . Su origen se remonta al año 1952, y a la Segunda Reunión del Panel de Pruebas de Modelos y Túneles de Viento de AGARD en Roma , Italia , cuando se decidió definir dos configuraciones estándar de modelos para túnel de viento (AGARD-A y AGARD-B) para ser utilizadas para el intercambio de datos de prueba y la comparación de resultados de pruebas de los mismos modelos probados en diferentes túneles de viento. ^{[ 2 ]} La idea era establecer estándares de comparación entre túneles de viento y mejorar la validez de las pruebas en túnel de viento. Entre los modelos estándar para túnel de viento, la configuración B del modelo AGARD (AGARD-B) se ha convertido, con mucho, en la más popular. Inicialmente concebida para túneles de viento supersónicos, la configuración AGARD-B se ha probado posteriormente en numerosos túneles de viento a un amplio rango de números de Mach , desde subsónico bajo (Mach 0,1), pasando por transónico (Mach 0,7 a 1,4) hasta hipersónico (hasta Mach 8 y superiores). Por lo tanto, se dispone de una considerable base de datos de resultados de pruebas.

AGARD-B ^{[ 1 ]} es una configuración de cuerpo-ala. Todas sus dimensiones se dan en términos del diámetro del cuerpo "D" para que el modelo pueda producirse en cualquier escala, según corresponda a un túnel de viento en particular. El cuerpo es un sólido de revolución de 8,5 diámetros de longitud que consta de un segmento cilíndrico de 5,5 diámetros de longitud y una punta con una longitud de 3 diámetros y que tiene un radio local definido por la ecuación y = x/3 · [1 - 1/9 · (x/D) ² + 1/54 · (x/D) ³ ] .

El ala es un delta en forma de triángulo equilátero con una envergadura de cuatro diámetros del cuerpo. La sección del ala es un arco cilíndrico simétrico con un espesor relativo t/c del 4%. Los bordes de ataque y de salida del ala deben ser redondeados con un radio igual a 0,002 D. Sin embargo, esta especificación no es clara. Es obvio que el radio especificado no se puede aplicar cerca de las puntas del ala , ya que se producirían grandes deformaciones en la forma en planta del ala. En el pasado, esta parte de la especificación fue interpretada de diferentes maneras por los diseñadores de modelos, lo que dio lugar a pequeñas diferencias en las formas de los modelos probados. La solución recomendada ^{[ 2 ]} es tener radios de borde de ataque y de salida de 0,002 D en la cuerda de raíz teórica y disminuir los radios hacia las puntas del ala proporcionalmente a la cuerda local.

También se definió un soporte para el modelo AGARD-B. La especificación inicial ^{[ 3 ]} del modelo requería un soporte con un diámetro de 0,5 D y una longitud de 1,5 D. En la especificación revisada ^{[ 1 ],} la longitud del soporte se modificó a 3 D para reducir la interferencia, pero en ese momento ya se habían realizado varias pruebas en túnel de viento. Por lo tanto, los resultados de las pruebas publicadas ^{[ 2 ]} para los modelos AGARD-B no se corresponden completamente con la configuración teórica del modelo.

Se observó que las características de resistencia aerodinámica del modelo AGARD-B eran algo sensibles a la transición de la capa límite . Para reducir la dispersión de los resultados, en algunos túneles de viento se probó el modelo con transiciones de la capa límite cerca de los bordes de ataque del ala y la nariz del fuselaje. Por otro lado, se realizaron varias pruebas en el túnel de viento sin transición fija. Los resultados de resistencia aerodinámica con y sin transición fija de la capa límite difieren, lo cual no debe pasarse por alto al comparar los resultados de pruebas de diferentes laboratorios de túneles de viento.

En algunos laboratorios de túneles de viento, el AGARD-B se probó en configuraciones no estándar, por ejemplo, como un modelo a media escala (modelo de media envergadura). ^{[ 4 ]}

Se realizaron algunas pruebas de vuelo libre del modelo AGARD-B. Para estas pruebas, se modificó la geometría estándar añadiendo, en la parte posterior del cuerpo, dos estabilizadores verticales triangulares, uno en la parte ventral y otro en la parte dorsal. El tamaño de los estabilizadores verticales era el 50 % del tamaño del ala, es decir, su envergadura era de 2,5 D. ^{[ 5 ]}

El modelo estándar AGARD-B está diseñado principalmente para la medición de fuerzas y momentos aerodinámicos. Los resultados de las pruebas se presentan con mayor frecuencia en forma de coeficientes aerodinámicos adimensionales en el sistema de ejes de viento . El área de referencia para el cálculo de los coeficientes es el área teórica del ala S _ref = 4 √ 3 D ² . La longitud de referencia para el coeficiente de momento de cabeceo C _m es la cuerda aerodinámica media (mac) igual a 4 √ 3 D/3 mientras que la longitud de referencia para los coeficientes de momento de guiñada y balanceo C _n y C _l es la envergadura (B _ref = 4 D) . Los momentos se reducen a un punto en el plano de simetría del modelo, en la posición longitudinal del 50% de la mac (sin embargo, en algunos resultados publicados, ^{[ 6 ]} los momentos se redujeron a un punto en el 25% de la mac). El coeficiente de arrastre se presenta en términos del arrastre del cuerpo delantero C _xf obtenido al restar, del arrastre total medido C _x , el arrastre de base C _xb calculado a partir de la presión de base medida en el modelo. Asimismo, el coeficiente de sustentación representa la sustentación de la parte delantera del vehículo.

Algunos laboratorios han optado por probar el modelo estándar AGARD-B para realizar comprobaciones periódicas de la calidad de las mediciones en sus túneles de viento. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

En la reunión del Panel de Pruebas de Modelos y Túneles de Viento de AGARD celebrada en París , Francia , en 1954, se acordó añadir una tercera configuración de modelo a la familia de modelos de calibración de AGARD, extendiendo el cuerpo del AGARD-B en 1,5 diámetros y añadiendo una cola horizontal y una vertical en configuración de cola en T. ^{[ 2 ]} La cola horizontal tiene un área igual a 1/6 del área del ala. Las secciones de la cola vertical y horizontal son perfiles de arco circular definidos de forma idéntica al perfil del ala. Delante de la extensión del cuerpo de 1,5 D, la geometría del modelo AGARD-C es idéntica a la del AGARD-B. Además, la posición del punto de reducción de momentos (el centro aerodinámico ) es la misma que en el AGARD-B. ^{[ 1 ]}

El soporte para el modelo AGARD-C es idéntico al soporte para el modelo AGARD-B, con una longitud de 3 D detrás de la base del modelo y un diámetro de 0,5 D.

El cuerpo más largo del modelo AGARD-C y la existencia de la cola facilitan la detección (a partir de anomalías en los resultados de las pruebas en el túnel de viento) de si las ondas de choque reflejadas por las paredes de la sección de prueba del túnel de viento pasan demasiado cerca del extremo posterior del modelo. La existencia de la cola generalmente hace que este modelo sea más sensible que el AGARD-B a la curvatura del flujo en la sección de prueba del túnel de viento. ^{[ 2 ] [ 9 ]}

El AGARD-C se utiliza principalmente en túneles de viento transónicos y la base de datos de resultados de pruebas publicados es algo menor que la del modelo AGARD-B.

Para reducir costes y producir modelos de túnel de viento más versátiles, los diseños reales de AGARD-B y AGARD-C a veces se realizan como una configuración AGARD-B a la que se puede acoplar un segmento de carrocería con la cola en T en el extremo posterior para formar la configuración AGARD-C.

• Modelos AGARD utilizados en la Base de la Fuerza Aérea Arnold, Tennessee.
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  En el tanque situado debajo del túnel de viento supersónico A de las instalaciones de dinámica de gases de von Kármán, se muestra un modelo AGARD-B instalado en un soporte.
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  En la sección de pruebas del túnel de viento supersónico A de las instalaciones de dinámica de gases de von Kármán, se muestra un modelo AGARD-B instalado en un soporte.
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  El modelo AGARD en configuración C está instalado en el túnel de viento transónico de 16 pies.
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  El modelo AGARD en la configuración B está instalado en el túnel de viento transónico de 16 pies.

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