Descripción

Solo se han publicado unas pocas presentaciones completas de los fundamentos científicos de la aerodinámica del avión. El presente libro es una traducción al inglés de la obra en dos volúmenes “Aerodynamik des Flugzeuges”, que ya ha aparecido en una segunda edición en alemán original. En este libro tratamos exclusivamente las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre los componentes del avión, y por lo tanto sobre el avión en su totalidad, durante su movimiento a través de la atmósfera terrestre (aerodinámica de la estructura del avión). Estas fuerzas aerodinámicas dependen de manera bastante compleja de la geometría, la velocidad y el movimiento del avión y de las propiedades del aire.

La determinación de estas relaciones es objeto del estudio de la aerodinámica del avión. Además, estas relaciones brindan la base absolutamente necesaria para determinar la mecánica de vuelo y muchas preguntas sobre los requisitos estructurales del avión y, por lo tanto, para el diseño del avión. Los problemas aerodinámicos relacionados con la propulsión del avión (aerodinámica de la central eléctrica) y la teoría de los modos de movimiento del avión (mecánica de vuelo) no se tratan en este libro. El estudio de la aerodinámica del avión requiere un profundo conocimiento de la teoría aerodinámica. Por lo tanto, fue necesario incluir en la edición alemana un esquema completo de la teoría de la mecánica de fluidos. En la edición en inglés se ha eliminado esta sección porque existe un número suficiente de trabajos pertinentes en inglés sobre los fundamentos de la teoría de la mecánica de fluidos. El capítulo 1 sirve de introducción. Describe las propiedades físicas del aire y de la atmósfera, y describe el comportamiento aerodinámico básico del avión. La parte principal del libro consta de tres divisiones principales.

En la primera división (Parte1), Caps. 2-4 cubren la aerodinámica del perfil aerodinámico. En la segunda división (Parte 2), Caps. 5 y 6 consideran la aerodinámica del fuselaje y del sistema ala-fuselaje. Finalmente, en la tercera división (Parte 3), Caps. 7 y 8 están dedicadas a los problemas de la aerodinámica de los sistemas de estabilidad y control (empenaje, flaps y superficies de control). En las Partes 2 y 3, se presta especial atención a las interacciones entre las partes individuales del avión, es decir, la interferencia aerodinámica. Específicamente, el siguiente breve esquema describe los capítulos que tratan los problemas intrínsecos de la aerodinámica del avión: La Parte 1 contiene, en el Cap. 2, la teoría del perfil de flujo incompresible, incluida la influencia de la fricción en las características del perfil. El capítulo 3 ofrece una descripción completa de la teoría tridimensional del ala para el flujo incompresible (teoría de la línea de sustentación y de la superficie de sustentación). Además de la teoría del perfil aerodinámico lineal, se trata la teoría del ala no lineal porque es de particular importancia para los aviones modernos (alas delgadas). La teoría del flujo incompresible es importante no sólo en el rango de velocidades de vuelo moderadas, en las que puede despreciarse la compresibilidad del aire, sino incluso a velocidades más altas, hasta la velocidad del sonido, es decir, en todos los números de Mach inferiores a la unidad. La distribución de presión de las alas se puede relacionar con la del flujo incompresible por medio de la transformación de Prandtl-Glauert.

En el cap. 4, se trata el ala en flujo comprimible. Aquí, además de la teoría del perfil, se analiza con cierto detalle la teoría del ala de luz finita. El capítulo se subdivide en la aerodinámica del wingat subsónico y supersónico, y en el flujo incidente transónico e hipersónico. Los últimos dos casos se tratan sólo brevemente. Los resultados de estudios experimentales sistemáticos sobre formas de alas simples en los rangos subsónico, transónico y supersónico se dan para la calificación de los resultados teóricos. La parte 2 comienza en el cap. 5 con la aerodinámica del fuselaje sin interferencias a velocidades subsónicas y supersónicas. En el cap. 6, se da una descripción bastante completa de la interferencia aerodinámica bastante compleja, pero para casos prácticos muy importante, del ala y el fuselaje (sistema ala-fuselaje). Cabe señalar que la difícil y compleja teoría del flujo supersónico sólo puede tratarse superficialmente. En este capítulo, se dedica una sección especial a los artículos de vuelo esbelto. Aquí, se informan algunos resultados experimentales recientes, particularmente para sistemas de fuselaje de ala delgada.

En la Parte 3, Caps. 7 y 8, se tratan las cuestiones aerodinámicas de importancia para la estabilidad y el control del avión. Aquí, las interferencias aerodinámicas de los sistemas de ala y fuselaje son de importancia decisiva. Se dan resultados experimentales sobre la sustentación máxima y el efecto de los flaps de aterrizaje (frenos de aire). Las discusiones de esta parte de la aerodinámica del avión se refieren nuevamente al flujo incidente subsónico y supersónico. Una lista completa de referencias complementa cada capítulo. Estas listas, así como la bibliografía al final del libro, se han actualizado a partir de la edición alemana para incluir las publicaciones más recientes.