NASA droops, elementos hipersustentadores en el diseño de aeromodelos.

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Las NASA droops, son extensiones del borde de ataque que como otros dispositivos hipersustentadores del borde de ataque previenen la entrada en perdida a altos AoA.

NASA Droops

Una droop, o inclinación del borde de ataque es un tipo de dispositivo hipersustentador que   a diferencia de un slat fijo o retráctil mantiene en toda la sección un aumento de la curva del borde de ataque mediante una extensión que se inclina hacia abajo, mientras que un slat es un panel que se separa del borde de ataque del ala cuando se despliega.

 

Slat automático en un caza de la segunda guerra mundial.

 

Una solución sencilla

Se comenzó a desarrollar el concepto del droop en el centro de investigación de Langley de la NASA en Hampton, VA. Como parte de un programa investigación para aumentar la resistencia a entrar en barrena a baja velocidad y ángulos de ataque elevados, trataban de evitar la entrada en perdida en la sección del ala exterior con un dispositivo pasivo, no móvil, de bajo costo que tendría un impacto mínimo en el rendimiento. Después de muchas pruebas en túnel de viento, se descubrió que el secreto era inducir una inclinación desde la punta del ala y terminar abruptamente la inclinación a una distancia de aproximadamente 40 por ciento hacia el interior del fuselaje. Esta inclinación o droop no es demasiado notable y de hecho no causa ninguna disminución evidente en la velocidad y la resistencia y sin embargo, la capacidad de recuperación de la situación de barrena se incrementa dramáticamente

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El secreto del concepto es la discontinuidad. Básicamente, crea un vórtice que se origina desde la ranura o muesca que se produce por el final brusco de la extensión que de hecho separa las secciones alares haciendo que el ala exterior actúe como un ala de baja relación de aspecto (con un ángulo de ataque más alto) mientras que el ala interna entra en perdida primero.

Aunque con un efecto algo menor, esta discontinuidad puede ser provocada realizando una muesca o ranura en el borde de ataque aproximadamente al 60% de la semienvergadura desde la raíz. En los gráficos pueden verse las características geométricas de una extensión droop para su aplicación en nuestro modelo.droops.jpg

Cuando diseñemos un modelo,debe tenerse en cuenta a la hora de aplicarlo a nuestro ala, que este concepto fue desarrollado para alas con relaciones de aspecto de alrededor de 7. Cuando se va a relaciones de aspecto más altas (como en la mayoría de los planeadores), el patrón es diferente y la configuración de inclinación debe ser modificada. Dichas modificaciones también implican el diedro o al tipo de perfil, dado que aunque una extensión droop puede ser aplicada sobre cualquier perfil, sus efectos son mas notables con aquellos con coeficientes de sustentación mas altos.

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Aplicaciones.

Esta discontinuidad y el efecto sobre las secciones externas del ala tiene una aplicación muy clara en la mejora de las prestaciones de nuestro avión en el aterrizaje, haciendo posible una aproximación más lenta y/o a AoA más elevados con menores posibilidades de entrar en perdida en un momento tan delicado.

Una ventaja adicional del uso de droops, es que contamos con un sistema hipersustentador sin mantenimiento, sin mecanismos adicionales, que solo funciona en el momento preciso y que prácticamente no afecta a las características del avión en vuelo de crucero.

 

Fuente: Elaboración propia, NASA, Andy  Lennon.
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