Flujo 3D y Resistencia Inducida
Vórtices de Punta de Ala
En un ala finita (3D), el aire fluye desde el área de alta presión (debajo del ala) hacia el área de baja presión (sobre el ala) alrededor de la punta.
- Esto crea un vórtice rotatorio en cada punta de ala.
- Dirección: Hacia adentro sobre la superficie superior, Hacia afuera bajo la superficie inferior.
- Resultado: Deflexión hacia abajo (Downwash) detrás del ala.
Resistencia Inducida ($D_i$)
El downwash inclina el flujo de aire relativo local hacia abajo.
- El vector de sustentación (perpendicular al flujo) se inclina hacia atrás.
- La componente horizontal de esta sustentación inclinada es la Resistencia Inducida.
- Fórmula: $ D_i \propto \frac{L^2}{\rho V^2 \times AR} $ O en forma de coeficiente: $ C_{D_i} = \frac{C_L^2}{\pi \cdot AR \cdot e} $
Factores que Afectan la Resistencia Inducida
- Velocidad: La resistencia inducida es inversamente proporcional a $V^2$. Alta a baja velocidad (Despegue/Aterrizaje). Baja a alta velocidad.
- Sustentación: Proporcional a $L^2$. Avión más pesado = Más sustentación necesaria = Más resistencia inducida.
- Alargamiento (AR): Alto AR (alas largas y estrechas como planeadores) reduce los vórtices de punta y la resistencia inducida.
- Winglets: Barreras físicas que reducen el flujo alrededor de la punta, reduciendo la fuerza del vórtice y la resistencia inducida.
Estela Turbulenta
Los vórtices persisten detrás de la aeronave y constituyen la Estela Turbulenta, que puede ser peligrosa para aeronaves que siguen (especialmente las ligeras).