El ala del EMB 145
En principio, todos los requisitos son igualmente importantes y un cambio en cualquiera de ellos (por ejemplo, las estructuras) podría tener consecuencias significativas para la consecución de otro (por ejemplo, la aerodinámica).
El diseño general óptimo siempre implica un compromiso entre estos requisitos. Por lo tanto, la evolución y la configuración aerodinámica final del ala de un avión están determinadas por varios factores, de los cuales solo uno es la aerodinámica.
Teniendo esto en cuenta, pero reduciendo la discusión al rendimiento de la aeronave, algunos requisitos típicos que afectarán la aerodinámica del ala son:
- Longitud de las pistas de despegue y aterrizaje: normalmente limitan el área mínima del ala y el tipo de dispositivos de hipersustentación (p. Ej., slats y flaps) empleados. Una gran superficie de ala y dispositivos de sustentación eficientes permiten la operación desde aeropuertos pequeños con cargas útiles más altas y más combustible.
- Velocidad de crucero: el requisito de velocidad de crucero está asociado a la resistencia aerodinámica del crucero. La resistencia baja en crucero se puede lograr reduciendo el área del grosor del perfil aerodinámico del ala y reduciendo (disminuyendo la resistencia parásita) la envergadura del ala y aumentando (disminuyendo la resistencia inducida). Pero a velocidades transónicas, la reducción de la resistencia también se logra aumentando el ángulo del ala (el aflechamiento), lo cual disminuye la resistencia de las ondas de choque. Algunas de las soluciones para mejorar la velocidad de crucero entran en conflicto con las que minimizan la longitud de ls pistas.
- Alcance: el alcance se puede aumentar mediante una combinación de menor resistencia y mayor volumen interno de combustible del ala. Aquí, una vez más, los requisitos para obtener una menor resistencia (alas pequeñas) y un mayor volumen de combustible (ala grande) también entran en conflicto.
- Estabilidad y control: los requisitos de estabilidad y control establecen algunos límites prácticos en el diseño de la forma del ala. Las alas con relaciones estrechamiento grandes (cuerda de punta pequeña con respecto a la cuerda de la raíz) pueden dar lugar a una resistencia baja con un peso estructural también bajo, pero podrían presentar características de control indeseables cerca de las velocidades de pérdida. Del mismo modo, el gran ángulo de aflechamiento del ala transónica reduce la resistencia, pero también podría provocar problemas de control en la pérdida.
- Márgenes de balanceo aerodinámico: el balanceo aerodinámico es una vibración de baja frecuencia de la estructura del avión causada generalmente por la separación de flujo inducida por ondas de choque a números de Mach trensónicos. Idealmente, la aeronave debería tener un margen suficiente (por ejemplo, hasta 1,3 g de factor de carga vertical) en términos de capacidad de generación de sustentación para estar libre de fuertes vibraciones durante el vuelo nivelado en una atmósfera turbulenta durante un vuelo típico.
Con todas estas cosas en mente, los ingenieros de Embraer se decidieron a diseñar un ala muy limpia de unso 22° de aflechmiento. Un ala supercrítica diseñada para vuelo de crucero a números Mach moderados de hasta 0.82, pero típicamente 0.75. Es un ala metálica sin slats. Tiene flaps eléctricos de doble ranura en el borde de salida y vortilones debajo de las alas hacia la punta de plano. Se consideraron los winglets de punta de plano, pero solo fueron realmente interesantes en modelos XR de largo radio de acción. El ala también tiene spoilers para actuar como aerofrenos y una ayuda a los frenos de tierra despues del aterrizaje.
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