Se denomina aleta en Mecánica de fluidos a objeto sólido con una forma tal que, cuando se coloca en un fluido en movimiento en un ángulo de ataque adecuado, la elevación (fuerza generada perpendicular al flujo del fluido) es sustancialmente mayor que el arrastre (fuerza generada paralela al flujo del fluido). Si el fluido es un gas, el perfil aerodinámico se denomina perfil aerodinámico, y si el fluido es agua el perfil aerodinámico se denomina hidroaleta o hidroala Física de los alabes marco|Líneas de corriente alrededor de un perfil aerodinámico NACA 0012 con un ángulo de ataque moderado
Un alabe genera sustentación principalmente debido a su forma y ángulo de ataque. Cuando se orienta en un ángulo adecuado, el perfil aerodinámico desvía el fluido que se aproxima, lo que genera una fuerza sobre el perfil aerodinámico en la dirección opuesta a la desviación. Esta fuerza puede resolverse en dos componentes: sustentación y arrastre. Este «giro» del fluido en las proximidades del perfil aerodinámico crea líneas de corriente curvas que dan como resultado una presión más baja en un lado y una presión más alta en el otro. Esta diferencia de presión va acompañada de una diferencia de velocidad, a través del principio de Bernoulli, por lo que para las láminas que generan sustentación, el campo de flujo resultante alrededor de la lámina tiene una velocidad media más alta en una superficie que en la otra."...el efecto del ala es dar al flujo de aire un componente de velocidad descendente. La fuerza de reacción de la masa de aire desviada debe actuar entonces sobre el ala para darle un componente ascendente igual y opuesto». En: "If the body is shaped, moved, or inclined in such a way as to produce a net deflection or turning of the flow, the local velocity is changed in magnitude, direction, or both. Changing the velocity creates a net force on the body" "The cause of the aerodynamic lifting force is the downward acceleration of air by the airfoil..." "...if a streamline is curved, there must be a pressure gradient across the streamline..." Consideraciones básicas de diseño El tipo más simple de lámina es una placa plana. Cuando se coloca en ángulo (el ángulo de ataque) con respecto al flujo, la placa desviará el fluido que pasa por encima y por debajo de ella, y esta deflexión dará lugar a una fuerza de sustentación en la placa. Sin embargo, aunque genera sustentación, también genera una gran cantidad de resistencia.«Una placa plana mantenida en el ángulo de ataque adecuado genera sustentación, pero también genera mucha resistencia. Sir George Cayley y Otto Lilienthal demostraron en el siglo XIX que las superficies curvas generan más sustentación y menos resistencia que las superficies planas». http://quest.nasa.gov/aero/planetary/atmospheric/aerodynamiclift.html
Dado que incluso una placa plana puede generar sustentación, un factor importante en el diseño de láminas es la minimización de la resistencia. Un ejemplo de esto es el timón de un barco o avión. Al diseñar un timón, un factor clave es la minimización de la resistencia en su posición neutra, que se equilibra con la necesidad de producir suficiente sustentación para girar la embarcación a una velocidad razonable.
Otros tipos de láminas, tanto naturales como artificiales, que se ven tanto en el aire como en el agua, tienen características que retrasan o controlan la aparición de resistencia inducida, separación de flujo, y pérdida (véase Vuelo de las aves, Aleta, Perfil aerodinámico, Escama de pez, Tubérculo, Generador de vórtices, Canard (acoplado), Flap soplado, Ranura del borde de ataque, Listones del borde de ataque), así como Vórtices de punta de ala (véase Winglet).
Capacidad de sustentación en aire y agua El peso que puede levantar una lámina es proporcional a su coeficiente de sustentación, la densidad del fluido, el área de la lámina y su velocidad al cuadrado. A continuación se muestra la capacidad de sustentación de una placa plana con una distancia de 10 metros y un área de 10 metros cuadrados que se mueve a una velocidad de 10 m/s a diferentes altitudes y profundidades de agua. Utiliza la sustentación a una altitud de 11 km como referencia para mostrar cómo aumenta la sustentación al disminuir la altitud (aumentando la densidad del aire). También muestra la influencia del efecto suelo y, a continuación, el efecto del aumento de la densidad al pasar del aire al agua. Lifted_Weight_as_a_Function_of_Altitude_and_Depth_by_Rolf_Steinegger https://doi.org/10. 21256/zhaw-4058 altura 11 km: elevación 1,0 (valor de referencia para la comparación) 5 m 3.4 en efecto suelo 4.1 superficie del agua - planeo 1,280 sumergido 1,420 profundidad 5 m 2,840 10 km 2,860 Véase también
Referencias
Enlaces externos Lift from Flow Turning What is Lift? Bernoulli and Newton Effect of Shape on Lift Incorrect Lift Theory Penguin can fly thresher shark swim towards scuba divers Swimming with Wild Dolphins Bird Flight II
Categoría:Dinámica de fluidos Categoría:Aerodinámica