Selección de perfiles alares para aeromodelos

Las bases

Un perfil aerodinámico es una forma especial que produce sustentación cuando se mueve por el aire en una dirección, la forma se puede ver si miramos la sección transversal de un ala, mucha física está involucrada en el estudio de estas formas, para producir sustentación de manera eficiente, y hay muchas formas que se pueden usar para diferentes escenarios, no todas son buenas para todas las situaciones, por lo que si planea usar un perfil aerodinámico para un avión lento, hay un buen perfil aerodinámico para eso. O por el contrario, si quieres un avión rápido, necesitas un perfil aerodinámico completamente diferente.

Al mirar el ala de un pájaro, se ve la forma de un perfil aerodinámico, por supuesto, los pájaros normalmente vuelan a velocidades lentas, por lo que la mayoría de ellos tendrán un perfil aerodinámico combado, que producirá más sustentación a velocidades lentas. La superficie aerodinámica cambia de forma natural a lo largo de la envergadura del ala, como ocurre hoy en día en nuestros aviones.

Las alas de los aviones tienen una superficie aerodinámica ligeramente diferente ajustada para el rendimiento que necesitan.

Como funcionan todavía está en debate, pero podemos mencionar los efectos involucrados con este proceso: El efecto Bernoulli crea una baja presión en la parte superior del ala, la tercera ley de Newton que simplemente establece que la fuerza del aire empujar la parte inferior del ala la impulsará hacia arriba. Y el efecto Coanda hace que el aire se adhiera a la superficie superior del ala incluso si tiene una curvatura y, por lo tanto, conducirá el aire hacia abajo creando sustentación. Estos tres efectos trabajan juntos para producir sustentación.

Echa un vistazo a las partes básicas de un perfil aerodinámico, es posible que hayas visto estos términos.

Tipos de perfiles de ala

Todo depende de la aplicación, cada perfil tiene sus propias características. Echa un vistazo a las formas genéricas más comunes.

Cóncavo-convexo

Bueno para modelos de vuelo lento, genera mucha sustentación pero también crea más resistencia.

Plano convexo

Mejor por la facilidad de construcción, pero crea más resistencia que un perfil aerodinámico más común como el Semi simétrico.

Semi simétrico

La mejor relación de sustentación-resistencia para la mayoría de las aplicaciones, aviones deportivos, planeadores y aviones semi acrobáticos.

Simétrico

Principalmente para aviones acrobáticos, corta el aire de manera uniforme y genera la misma sustentación en orientación hacia arriba o hacia abajo. Ideal para acrobacias aéreas de precisión.

Autoestable

Ofrece propiedades de auto estabilidad, se usa principalmente en alas voladoras por ese motivo.

KF (Kline–Fogleman) 

Funcionan desplazando aire en una bolsa de vórtice detrás del escalón, se usa solo en aeromodelos.

Plano

No es aerodinámicamente eficiente, pero se puede usar en modelos simples, curvarlo un poco ayuda a crear un pseudo perfil aerodinámico.

¿Cual perfil debería usar para mi aeromodelo?

Acabamos de ver diferentes tipos de superficies aerodinámicas que se pueden usar, en aviones de modelo pequeño, no necesitas un tipo de superficie aerodinámica extremadamente precisa para tu modelo, porque no notarías una gran diferencia en el rendimiento a menos que estés apuntando a un record, o estés volando modelos más grandes, de hecho, los aviones de tamaño completo aprovechan al máximo las ventajas aerodinámica más que los pequeños.

La verdad es que casi nadie sabrá cómo seleccionar un perfil aerodinámico en función de los datos del perfil aerodinámico, porque no es necesario, no vale la pena. Esto es de un artículo de airfieldmodels.com donde dice lo siguiente:

¿Cómo obtener el perfil para mi diseño?

Internet lo ayudará con eso, visite airfoiltools.com y busque el perfil aerodinámico, luego haga clic en «Send to airfoil plotter», lo llevará a una página donde definirá las medidas de su perfil aerodinámico, definir la cuerda del ala (chord) es suficiente, el resto se puede dejar por defecto, luego hacer clic en plot y se generará el archivo, pero tienes que descargar el que vas a usar, normalmente un PDF es suficiente que luego se puede imprimir y usar como plantilla. Otra forma es descargar los archivos .DAT o los archivos de coordenadas para generar las superficies aerodinámicas en su software CAD, hay diferentes formas de hacerlo, pero me gusta mantenerlo simple, utilizo un software gratuito llamado Concord hecho por Martin Hepperle, y está disponible en su sitio web mh-aerotools.de, simplemente arrastro y suelto el archivo .DAT en la entrada, y selecciono un formato de salida de .DXF para que AutoCAD pueda leerlo, así de simple. También puede utilizar cualquier otro formato de coordenadas de la base de datos de perfil aerodinámico del sitio web Airfoil database, donde hay una enorme lista de perfiles aerodinámicos.