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Reducción de la resistencia a las olas mediante aerospikes en alas transónicas

La resistencia a las olas y la separación de la capa límite inducida por el choque son cuestiones importantes de los flujos alrededor de las alas transónicas. A velocidades transónicas el régimen de flujo supersónico que se forma localmente por encima de las alas, se termina por una onda de choque. Esto ocurre especialmente en condiciones de vuelo fuera de diseño y da lugar a una resistencia ondulatoria. Además, la interacción entre la capa de choque y la capa límite puede causar una separación de la capa límite y, por lo tanto, puede dar lugar a más pérdidas y, eventualmente, a la formación de un «buffeting». Estos fenómenos limitan la velocidad máxima de crucero económica de los aviones. El efecto negativo del régimen de flujo transónico puede mitigarse controlando el choque que termina la región supersónica por encima del ala. En el pasado se han perseguido muchos conceptos diferentes basados, por ejemplo, en la ventilación pasiva (placas perforadas, ranuras, surcos), la succión activa, las protuberancias del contorno o las paredes adaptables. En la mayoría de los casos, estos métodos de control se basan en un enfoque bidimensional, es decir, los dispositivos de control se aplican uniformemente a lo largo de todo el vano. Más recientemente, también se ha demostrado que los dispositivos de control tridimensionales afectan positivamente a la sustentación y la resistencia. Todos estos enfoques tienen en común que las medidas para controlar el choque se aplican directamente en la superficie del ala. Sin embargo, también es posible controlar la onda de choque colocando dispositivos externos por encima de la superficie del ala en el régimen de flujo supersónico. Este último concepto, que está relacionado con el de los aerospikes en cuerpos romos, se estudia en el presente trabajo. Como en el caso de las medidas de control de flujo que se aplican directamente en la superficie de un ala, la idea básica de los aerospikes es lograr el aumento de presión a través de un sistema de choques oblicuos y normales en lugar de a través de un solo choque normal, reduciendo así las pérdidas de onda. En la presente investigación se produjeron choques oblicuos perturbando el flujo supersónico por encima del ala. En una serie de pruebas se comprobó la eficacia de una variedad de cuerpos con forma de pico colocados por encima de un ala transónica en el DNW-TWG, Göttingen. Además de las mediciones de presión, se instaló un sistema de schlieren en color para proporcionar información sobre la influencia de los picos en el campo de flujo. A continuación, se explican primero los fundamentos de los picos de viento en las alas transónicas. A continuación, se describen los experimentos en el túnel de viento y se presentan y discuten los resultados de las mediciones. A continuación se presenta una conclusión.