Glosario de Términos Clave en Aerodinámica y Física del Vuelo

Tiempo: Mide la duración de un evento.

Superficie: Bidimensional, dos dimensiones (Largo/Ancho).

Volumen: Tridimensional (Largo/Ancho/Alto).

Velocidad: Recorrido en un tiempo (nudos).

Fuerza: Modifica el movimiento o la forma (N).

Energía: Capacidad de realizar trabajo (J).

ISA (International Standard Atmosphere): Temperatura 15°C, presión 1013.25 hPa, densidad 1.225 kg/m³. Incrementa 6.5°C cada 1000 metros.

Gases: P = ρ · R · T (A mayor altura, menor presión). R = 287.05

Temperatura:

• Fahrenheit a Celsius: (°F - 32) x 5/9
• Celsius a Fahrenheit: (°C x 9/5) + 32

Humedad: Cantidad de vapor de agua en el aire, absoluta por unidad de volumen y relativa (grado de saturación).

QNE: Reglaje a ISA y tiempo ISA, separación vertical altitud.

QFE: Altura, distancia entre avión y aeródromo.

QNH: Altura topográfica del aeródromo cuando el avión está en tierra.

Factores de Conversión

• 1 metro = 39.37 pulgadas
• 1 pulgada = 0.0254 metros
• 1 metro = 3.28 pies
• 1 pie = 0.3048 metros
• 1 metro = 1.09 yardas
• 1 yarda = 0.9144 metros
• 1 metro = 0.000623 millas
• 1 milla = 1.609 metros
• 1 metro = 0.00054 millas náuticas
• 1 milla náutica = 1.852 metros
• 1 nudo = 0.514 m/s

Mach: Cociente entre la velocidad verdadera y la velocidad del sonido en un fluido.

• Subsónico: Menor a 0.8
• Transónico: 0.8 a 1.2
• Supersónico: 1.2 a 5
• Hipersónico: Mayor a 5

Velocidad del Sonido: a = √(γ · R · T), donde γ = 1.4

M = V/a (todo en m/s)

Bernoulli: Relación entre presión y velocidad de un fluido: p = presión estática + 1/2 ρV² (presión dinámica).

Efecto Venturi: Aumenta la velocidad, disminuye la presión y viceversa.

Presión de Estancamiento: Presión en la entrada donde la velocidad es 0.

Presión Total: Presión estática + presión dinámica.

Capa Límite

Zona de pequeño espesor que rodea al cuerpo y tiene viscosidad. La velocidad relativa varía desde 0. Depende de la trayectoria de la partícula y puede ser laminar o turbulenta.

• Laminar: Esfuerzos tangenciales, todas las partículas se siguen.
• Turbulento: Fluido a pequeña velocidad grande, fricción entre partículas, partículas dispersas en diferentes direcciones.

Reynolds: Re = (ρ · v · D) / viscosidad

• Menor a 2000: Laminar
• 2000 a 4000: Flujo de transición
• Mayor a 4000: Turbulento

Flujo Libre: Viscosidad del fluido nula (no viscoso).

Geometría Alar

Cuerda: Línea imaginaria que une el borde de ataque y el borde de salida.

Curvatura: Distancia entre la línea media (equidistante entre intrados y extrados) y la cuerda del perfil.

Espesor: Distancia entre el extrados y el intrados.

Envergadura (b): Longitud total de punta a punta del ala.

Superficie Alar (S): Desde la vista en planta: Cuerda media · Envergadura.

Cuerda Media (c): S / b

Alargamiento: b / c o b² / S (a mayor alargamiento, menor resistencia).

Estrechamiento: Cuerda del perfil en la punta del ala / Cuerda del perfil en la raíz del ala (Ct / Cr).

Flecha: Ángulo entre la línea del 25% de la cuerda con el eje transversal del avión (positiva hacia atrás, neutra y negativa hacia adelante).

Ángulo de Incidencia: Ángulo entre la cuerda del perfil del ala y el eje longitudinal del avión.

Diedro: Ángulo entre la semiala y el plano horizontal (positivo hacia arriba mejora la estabilidad, neutro y negativo hacia abajo).

Resistencia Aerodinámica

Fuerza que ejerce el aire sobre un objeto, compensada por el empuje. Es la suma de la resistencia parásita y la resistencia inducida.

Resistencia Parásita

Compuesta por tres factores:

• Fricción: Fricción del aire con las partes del avión. Mayor cuando la capa límite es turbulenta y menor cuando es laminar.
• Presión: Forma de las distintas partes del avión. Cuanto más esbelto, menos estela. La resistencia de presión es menor cuando la capa límite es turbulenta y mayor cuando es laminar.
• Interferencia: Interferencia entre las partes del avión. Aumenta con la velocidad.

Resistencia Inducida

Al generar sustentación, debido a torbellinos en las puntas de las alas. Proporcional a la sustentación y al ángulo de ataque. A mayor ángulo, mayor sustentación. Disminuye con la velocidad.

Centro de Presión/Aerodinámico

Puntos donde la velocidad es menor, la presión es positiva y viceversa. Punto de la cuerda del perfil donde el momento de fuerzas no depende del ángulo de ataque (es constante).

Ángulo de Ataque: Ángulo que forma la cuerda del perfil con la dirección del viento relativo.

Fineza (F): Punto más alto de la gráfica, F = L / D. A mayor fineza, menor ángulo de descenso y mayor distancia.

Coeficiente de Sustentación (Cl): Presión intrados positiva, presión extrados negativa. Cl = L / (q · S), directamente proporcional al ángulo de ataque.

Coeficiente de Resistencia (Cd): Cd = D / (q · S). Cd = CDparásita + CDinducida

Oswald (e): 0.6 a 0.95, coeficiente de resistencia inducida proporcional al coeficiente de sustentación. CDinducida = Cl² / (π · A · e)

D = Dp + q · S · Cl² / (π · A · e)

Velocidad del Sonido: a = √(γ · R · T) --> γ = 1.4

Número de Mach: M = V / a

cte = p + 1/2 · ρ · V²

Número de Reynolds: Re = (ρ · v · D) / viscosidad

Superficie Alar: S = Cuerda media · Envergadura

Cuerda Media: c = S / B

Alargamiento: A = b² / S o b / c

Estrechamiento: Ct / Cr

Coeficiente de Sustentación: Cl = L / (q · S)

Sustentación: L = Cl · 1/2 · ρ · V² · S

Coeficiente de Resistencia: Cd = D / (q · S)

CDi = Cl² / (π · A · e)

D = Dp + q · S · Cl² / (π · A · e)

Fineza: L / D

Velocidad de Pérdida: √(2 · W / (ρ · S · Clmax))