Una estela es una región detrás de un objeto en movimiento en la que una estela de fluido (generalmente aire o agua) se mueve a velocidades comparables a las del objeto en movimiento, en relación con el fluido circundante a través del cual se desplaza. [ 1 ] El término estela también se aplica a la región similar adyacente a un objeto con un fluido moviéndose a su alrededor. El efecto de rebufo , o arrastre , funciona debido al movimiento relativo del fluido en la estela.
Descripción general
Una estela creada por un flujo turbulento tiene una presión ligeramente menor que la del fluido circundante. Cuando el flujo es laminar , la presión detrás del objeto es mayor que la del fluido circundante. La forma del objeto determina la intensidad del efecto. En general, cuanto más aerodinámico sea un objeto, menor y más débil será su estela. Por ejemplo, un frente con forma de caja (en relación con el movimiento del objeto) colisionará con las partículas del medio a alta velocidad, transfiriendo más momento del objeto al fluido que un objeto más aerodinámico. Un perfil alargado, similar a una bala, causará menos turbulencia y creará un flujo más laminar .
Una parte trasera cónica permite que las partículas del medio se reúnan con mayor facilidad y rapidez que una parte trasera truncada. Esto reduce el efecto de baja presión en la estela, pero también aumenta la fricción superficial (en los diseños de ingeniería, estos efectos deben equilibrarse).
Rebufo
El término «rebufo» describe un objeto que se desplaza dentro de la estela de otro (generalmente objetos que se mueven por el aire, aunque no necesariamente vuelan). Si un objeto sigue a otro a la misma velocidad, el objeto que va detrás requerirá menos potencia para mantener su velocidad que si se moviera de forma independiente. Esta técnica, también llamada rebufo , puede ser utilizada por ciclistas.
- Seguir la estela de otro vehículo motorizado, o "rebufo", permite una eficiencia de combustible significativamente mejorada debido a la reducción de la resistencia atmosférica . Los convoyes de camiones son un ejemplo común, viajando por las autopistas en una cola de varios vehículos de largo. En las pruebas, esto ha demostrado producir ahorros de combustible significativos. [ 2 ] Los pilotos de carreras de autos también hacen rebufo para ahorrar combustible, para obtener una mejor ventaja competitiva al reducir la frecuencia de las paradas para repostar o, más a menudo, para alcanzar una mayor velocidad antes de salir para intentar adelantar a otro conductor por ejemplo, un conductor intenta adelantar al conductor que va en cabeza, por lo que sigue la parte trasera del conductor que va en cabeza, el conductor que va detrás ganará la estela haciendo que todo el vehículo gane más velocidad que el conductor que va en cabeza.
- Un efecto relacionado, utilizado para la sustentación en lugar de la reducción de la resistencia, es el surf de vórtices para objetos en vuelo. Las formaciones extendidas ( formación en V ) o " bandadas " en las que vuelan muchas aves migratorias (especialmente gansos ) permiten que las aves (excepto, por supuesto, el ave que va al frente) utilicen el surf de vórtices para aprovechar los vórtices de las demás . [ 3 ] Otras aves (por ejemplo, los cormoranes ) que suelen volar en formación cerrada, incluso en viajes cortos, probablemente también estén explotando este efecto. Se ha probado el uso de dispositivos en las puntas de las alas para reducir la resistencia inducida causada por los vórtices de las puntas de las alas en aeronaves, y podría ahorrar entre un 10 % y un 29 % de combustible. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
corriente de deslizamiento en espiral
La estela espiral , también conocida como corriente de hélice o corriente espiral , es una corriente de aire en forma de espiral que se forma detrás de una hélice giratoria en una aeronave . El efecto más notable resultante de la formación de una estela espiral es la tendencia a guiñar hacia la izquierda a baja velocidad y máxima potencia (en aeronaves tractoras con hélice de eje central que gira en el sentido de las agujas del reloj). Este efecto es causado por la acción de la estela sobre la aleta de cola de la aeronave: la estela hace que el aire gire alrededor del eje longitudinal de la aeronave, y este flujo de aire ejerce una fuerza sobre la aleta de cola, empujándola hacia la derecha. Para contrarrestar esto, algunas aeronaves tienen la parte delantera de la aleta (estabilizador vertical) ligeramente desplazada del eje central para proporcionar una fuerza opuesta que cancele la producida por la estela, aunque solo a una velocidad particular (generalmente de crucero), un ejemplo es el caza Hawker Hurricane de la Segunda Guerra Mundial .
La estela de la hélice provoca un aumento de la sustentación al incrementar la velocidad del aire sobre parte de las alas. También reduce la velocidad de pérdida de la aeronave al energizar el flujo sobre las alas. [ 7 ] : 61
Véase también
Referencias
Citas
- ↑ Estudios recientes sobre las estelas de los trenes realizados por Johnson, Dalley y Temple.
- ↑ Konvoi – Desarrollo y análisis de la aplicación de convoyes de camiones acoplados electrónicamente en autopistas. Estudio de la Universidad de Aquisgrán, 2012. Archivado el 14 de abril de 2014 en Wayback Machine.
- ↑ Reducción de la resistencia aerodinámica gracias al vuelo en formación. Volar aeronaves en formaciones similares a las de las aves podría aumentar significativamente el alcance ; Centro de Información Técnica de Defensa; abril de 2002; consultado el 27 de febrero de 2008.
- ↑ NASA SKY SURFING PARA AHORRAR COMBUSTIBLE Archivado el 18/04/2011 en Wayback Machine
- ↑ Cooney, Michael (11 de octubre de 2012). "El laboratorio de la Fuerza Aérea prueba la técnica de 'surf aéreo' para ahorrar combustible" . Network World .
- ↑ Drinnon, Roger (11 de octubre de 2012) ."El 'surf en vórtices' podría ser revolucionario" . Fuerza Aérea de los Estados Unidos . Consultado el 23 de noviembre de 2012 .
{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace ) - ↑ Davies, David P. (1971). Manejo de los grandes aviones a reacción: Una explicación de las diferencias significativas en las cualidades de vuelo entre los aviones de transporte a reacción y los aviones de transporte con motor de pistón, junto con otros aspectos del manejo de los aviones de transporte a reacción (3.ª ed.). Air Registration Board. ISBN 0903083019.
Referencias generales y citadas
- Comisión del Centenario del Vuelo: diagrama de la estela espiral.
- Fuerzas y momentos: Corriente de aire espiral
Enlaces externos
Definición de slipstream en Wikcionario
- Aerodinámica