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viernes, 10 de septiembre de 2010

¿Qué es un Winglet?


El Winglet es un dispositivo aerodinámico situado en la punta de las alas de los aviones que augmenta la eficiencia de dicho avión.

¿Qué aspectos de un avión mejora el WInglet?

  • Disminuye la resistencia (drag) producida por la diferencia de presiones entre la superficie superior e inferior del ala.
  • Reduce el consumo de combustible
  • Reduce el ruido de la turbulencia
  • Produce empuje hacia adelante
  • Augmenta el radio de alcance de un avión


¿Por qué se forma el Vortice?

Cuando una masa de aire es atravesada por un ala dicha masa de aire se separa en dos flujos: un flujo pasa por la zona inferior del ala (intrados) y el otro flujo pasa por la parte superior del ala (extrados). Ambas confluyen en el borde de salida. Sin embargo en la punta del ala ocurre el mismo fenómeno, pero a diferencia del anterior los dos flujos de aire confluyen antes de llegar al borde de salida creando una turbulencia llamada vórtice.



En la imágen superior vemos un análisis aerodinámico de un avión. Presten atención a las lineas que representan el flujo de aire pasando a través del modelo: Las lineas se mantienen firmes a lo largo del cuerpo y las alas del avión, mientras que en los extremos de dichas alas se unen las dos masas de aire (del intrados y del extrados) formando un vórtice visible en dicho gráfico.

En esta imágen vemos otro ejemlo te vórtice en las puntas de las alas. Dicho vórtice es el que produce resistencia (drag) al avión.

Gráfico de presión a lo largo de una sección del ala. Vemos como la masa de aire que pasa por el filo del ala (wingtip) se riza formando el vórtice en cuestión.

Gráfico de presión del aire a lo largo de varias secciones del ala.


La prueba de que el vórtice existe

Aqui dejo unas imágenes que muestran el vórtice visible:


La función del Winglet

El cometido del winglet es minimizar la resistencia que produce el vórtice en la punta de las alas. La única forma de hacerlo es mediante una prolongación del ala con una cierta inclinación, esta prolongación es el Winglet.

A continuación se muestra una comparativa entre un avión sin winglets, un avión con wingfence (winglets de Airbus) y un último avión con conventional winglet (winglets de Boeing):

Avión sin winglets

Avión con Wingfence (Airbus winglets)

Avión con Winglets convencionales (Boeing winglets)

Tipos de winglet

  • Conventional blended winglet
  • Elliptical winglet
  • Wingtip fence (wingfence)
  • Raked winglet



Estructura interna de un winglet


Como vemos en la imagen superior, el winglet esta construido siguiendo el mismo esquema de construcción del ala es decir formado por largueros, costillas y cuadernavías. Existen winglets cuya estructura es totalmente metálica, otros winglets se construyen mitad metal y mitad material compuesto.


El futuro: Winglets deformables

La eficiencia en vuelo es cada vez mas perseguida por Boeing y Airbus. Ambos fabricantes están desarrollando un winglet inteligente, capaz de deformarse para adoptar diferentes ángulos de inclinación dependiendo de la fase de vuelo.

'Morphing' winglets make for greener aircraft - Un winglet convencional colocado con un ángulo de unos 25 grados respecto al plano del ala puede reducir el consumo de combustible entre un 3 y un 5 por ciento.

Si se puede modificar ese ángulo durante el vuelo el ahorro de combustible puede estar más cerca del 5 por ciento durante más tiempo; si ese mismo winglet se puede situar completamente plano respecto al ala durante el descenso proporcionará más superficie de sustentación a baja velocidad, lo que permitiría tomar tierra con menor potencia de motor, consiguiendo una aproximación a pista más silenciosa.

Wing Vortex Eliminator

Existe un tipo de winglet que es capaz de neutralizar el vórtice, este winglet se denomina Wing Vortex Eliminator, y consiste en un tubo que canaliza la masa de aire que pasa por la punta del ala, reconduciendola y evitando que las masas de aire del intrados y extrados confluyan de forma turbulenta.

Análisis aerodinámico del Wing Vortex Eliminator

Conclusión

La aviación evoluciona con este tipo de innovaciones, los Winglets son capaces de hacer que lleguemos cada vez mas lejos con menos combustible y a la vez hacen que los aviones sean mucho mas estilizados y bonitos.

1 comentarios:

Eduu84 dijo...

La verdad q esta muy bien explicado. M sacaste la duda de para q servian. Gracias, segui asi.

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