UNIDAD N V FLUJO SÓNICO presentación

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Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 0.1
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 1
Perturbación producida por un cuerpo 
C = (ϒ.R.T) 1/2
V=0
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 1.1
Perturbación producida por un cuerpo 
C = (ϒ.R.T) 1/2
V=0
C
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 1.2
Perturbación producida por un cuerpo 
C = (ϒ.R.T) 1/2
V=0
FLUJO SÓNICO
2C
C
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 1.3
C
Perturbación producida por un cuerpo 
C = (ϒ.R.T) 1/2
V=0
2C
FLUJO SÓNICO
3C
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 1.4
Perturbación producida por un cuerpo 
C = (ϒ.R.T) 1/2
V=0
2C
3C
4C
FLUJO SÓNICO
C
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 2
Perturbación producida por un cuerpo 
V < C
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 2.1
Perturbación producida por un cuerpo 
V < C
C
V
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 2.2
Perturbación producida por un cuerpo 
V < C
C
2C
V
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 2.3
Perturbación producida por un cuerpo 
V < C
C
2C 3C
V
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 2.4
Perturbación producida por un cuerpo 
V < C
C
2C 3C 4C
V
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 3
Perturbación producida por un cuerpo 
V < C
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 3
Perturbación producida por un cuerpo 
V > C
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 3.1
C
Perturbación producida por un cuerpo 
V > C
V
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 3.2
Perturbación producida por un cuerpo 
V > C
C
V
2C
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 3.3
Perturbación producida por un cuerpo 
V > C
C 2C
3C
V
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 3.4
Perturbación producida por un cuerpo 
V > C
C 2C
3C 4C
V
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 3.5
Perturbación producida por un cuerpo 
V > C
C 2C
3C 4C
V
LÍNEA DE MACH
ÁNGULO DE MACH a
sen a = C / V 
sen a = 1 / M 
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 4
4.1Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico
FLUJO SÓNICO
Perturbación producida por un cuerpo 
V > C
LÍNEA DE MACH
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 5
ONDA DE COMPRESIÓN ONDA DE CHOQUE OBLICUA
qw q 
d1
d1 > d2 
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 6
r1.Vol1 /t = r1.A1.l1 /t = r1.A1.V1 r2.A2.V2 = r2.A2.l2 /t = r2.Vol2 /t
r1.A1.V1= r2.A2.V2
m1 = m2
• •
=
ONDA DE COMPRESIÓN ONDA DE CHOQUE OBLICUA
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 7
qw
q 
A1
qw
qw - qb
A1 = b sen qw A2= b sen (qw – q)
r1V1 b sen qw = r2 V2 b sen (qw – q)
sen qw > sen (qw – q)
r1.A1.V1= r2.A2.V2
ONDA DE COMPRESIÓN ONDA DE CHOQUE OBLICUA
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 8
qw
q 
VT1
V1
VN1
ONDA DE COMPRESIÓN ONDA DE CHOQUE OBLICUA
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 9
Perturbación producida por un cuerpo 
V > C
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 5
P1P2P3P4P5
qw
q 
VT1
V1 VT2
V2
VN1
VN2
VN1 > VN2V1 > V2
ONDA DE COMPRESIÓN ONDA DE CHOQUE OBLICUA
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 10
VT1 = VT2
• La presión (P) es superior detrás.
• La temperatura (T) es superior detrás.
• La densidad (r) es superior detrás.
• La velocidad (V) es menor detrás.
• El Mach (M) es menor detrás.
ONDA DE COMPRESIÓN ONDA DE CHOQUE OBLICUA
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 11
r1.A1.V1= r2.A2.V2
A1 > A2
V1 > V2
r1 < r2
EFECTO POR INCREMENTO DE VELOCIDAD
EFECTO POR INCREMENTO DE FORMA
ONDA DE COMPRESIÓN ONDA DE CHOQUE OBLICUA
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 12
P1 < P2
T1 < T2
r1 < r2
V1 > V2
C = (ϒ.R.T) 1/2
M = V / C
M1 > M2
f (q, V, C)
M
qw
b = qw
b = qw
a1
d1
d2
d1 < d2 
a2
P1
r1
V1
M1>1
P1 > P2
r1 > r2
V1 < V2
M1< M2
Sen a1 =1/M1
Sen a2= 1/M2
ONDA DE EXPANSIÓN
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 13
a1
a2
V1
VT1
VN1 = C1
VN2 = C2
VT2
V2
VT1 < VT2
VN1 > VN2
ONDA DE EXPANSIÓN
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 14
INTERACCIÓN DE ONDAS
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 15
INTERACCIÓN DE ONDAS
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 16
INTERACCIÓN DE ONDAS
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 17
ONDAS DE CHOQUE EN VUELO TRANSÓNICO
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 18
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 18.1
ONDAS DE CHOQUE EN VUELO TRANSÓNICO
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 19
ONDAS DE CHOQUE EN VUELO TRANSÓNICO
ONDAS DE CHOQUE EN VUELO TRANSÓNICO
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 20
ONDAS DE CHOQUE EN VUELO TRANSÓNICO
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 21
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 22
ONDAS DE CHOQUE EN VUELO TRANSÓNICO
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 23
ONDAS DE CHOQUE EN VUELO TRANSÓNICO
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 23.1
ONDAS DE CHOQUE EN VUELO TRANSÓNICO
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 24
REGLA DEL ÁREA
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 25
REGLA DEL ÁREA
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 26
REGLA DEL ÁREA
VUELO SUPERSÓNICO
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 27
RÉGIMEN SUBSÓNICO: M < 0,75
RÉGIMEN TRANSÓNICO: 0,75 < M < 1,20
RÉGIMEN SUPERSÓNICO: 1,20 < M < 5
RÉGIMEN HIPERSÓNICO: 5 < M
CARACTERÍSTICAS AERODINÁMICAS 
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 28
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 29
CARACTERÍSTICAS AERODINÁMICAS 
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 30
Se puede determinar que:
1) Todos los cambios de velocidad, presión y densidad, tienen lugar a través
del diferentes tipos de ondas.
2) El tipo de onda y su intensidad dependen de la forma del cuerpo y del
ángulo de ataque.
3) La sustentación es la fuerza perpendicular a la dirección de la corriente
libre, y resulta de la componente en esa dirección originada por la
distribución de presiones.
4) La componente de fuerza en dirección de la corriente libre es la
resistencia.
5) En vuelo supersónico, existe una resistencia adicional denominada
resistencia de onda.
CARACTERÍSTICAS AERODINÁMICAS 
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 31
Coeficientes de Sustentación y Resistencia del Perfil
Los coeficientes del perfil vienen dados por las siguientes expresiones:
 K . a 
Coeficiente de Sustentación: Cl = 
 (M2 - 1) 1/2 
Coeficiente de Resistencia: Cd = Cdo + Cdl + Cdf 
En donde: 
 K . ( t / c ) 2 
 Resistencia de Onda es: Cdo = 
 (M2 - 1) 1/2 
 4 . a2 
 Resistencia debida a la Sustentación es: Cdl = 
 (M2 - 1) 1/2 
Resistencia de Fricción es Cdf 
 K . ( t / c) 2 4 . a2 
En total: Cd = + + Cdf 
 (M2 - 1) 1/2 (M2 - 1) 1/2 
En donde: 
 M = Número de Mach 
 t = Espesor máximo 
 t / c = Espesor máximo expresado en % de la cuerda 
 a = ángulo de ataque 
 K = Constante que depende del tipo de perfil. En la tabla siguiente se dan los 
 valores para diversos tipos de perfiles. 
 
Tabla de Valores de K 
Tipo de perfil K 
Romboidal 4 
Biconvexo 5,33 
Hexagonal 6 
Romboidal Modificado 2/a 
( a ) Expresadoen % de la cuerda 
 
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 32
VUELO SUPERSÓNICO
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 33
VUELO SUPERSÓNICO
CONFIGURACIÓN DEL AVIÓN SUPERSÓNICO
1) EL ALA TENDRÁ UN ALARGAMIENTO MUY PEQUEÑO Y FLECHA MUY ACUSADA.
2) LOS PERFILES QUE CONSTITUYEN EL ALA, TENDRÁN: UN BORDE DE ATAQUE MUY AGUDO 
(PARA EVITAR QUE SE FORMEN ONDAS DE CHOQUE DESPRENDIDAS); UN ESPESOR MUY 
PEQUEÑO Y SERÁN SIMÉTRICOS.
3) EL FUSELAJE DEBERÁ TENER RELATIVAMENTE POCA SECCIÓN Y MUCHA LONGITUD. LAS 
ONDAS QUE SE PUEDEN PRODUCIR SOBRE EL FUSELAJE, DARÁN UNA SUSTENTACIÓN Y 
RESISTENCIA APRECIABLES.
4) LAS SUPERFICIES DE COLA, ANÁLOGAMENTE AL ALA, TENDRÁN POCO ALARGAMIENTO, 
FLECHA ACUSADA Y PEFILES DEL MISMO TIPO QUE EL ALA.
5) LAS SUPERFICIES DE CONTROL SE MOVERÁN ENTERAS.
6) PARA MEJORAR LOS EFECTOS DE LA COMBINACIÓN ALA FUSELAJE SE GUARDARÁ LA 
REGLA DEL ÁREA.
FLUJO SÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 34
VUELO SUPERSÓNICO
Ing. C. M. Movilla Flujo Sónico 35