(Respuesta larga; salta al final si no quieres leer mucho)
El Boeing 787, y sus gloriosas alas curvas y puntas de ala rastrilladas:
El Airbus A350 y sus aletas combinadas:
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Las alas curvas son un estándar de diseño en los aviones del siglo XXI. Ayudan a reducir el consumo de combustible y, por lo tanto, son más baratos de operar . El 787 y el A350 son muy nuevos y muy avanzados. ¿Qué tan avanzado? El fuselaje y las alas en ambos planos están hechos de materiales compuestos, como fibra de carbono, que hacen que los planos sean más livianos y, por lo tanto, más eficientes en combustible .
Echa un vistazo a esta diapositiva hecha por Boeing:
Y parte de esta diapositiva de Toray:
(Vea la diapositiva completa y otras aquí)
Por las diapositivas, sabemos que el 787 está compuesto de 50% de materiales compuestos y que las alas están hechas principalmente de fibra de carbono y fibra de vidrio. La fibra de carbono es mucho más liviana y resistente que el acero (y, por lo tanto, más resistente que el aluminio, un material tradicional utilizado para producir aviones).
La fibra de carbono hace que las alas del 787 sean muy flexibles, pero muy fuertes.
Esta es la prueba:
(Imagen de Boeing realizando una prueba de curva en las alas del 787)
Lo siguiente se obtiene del sitio web del A350:
(Para los pequeños, no se leyó: “Más del 70% del A350 está hecho de materiales avanzados … más del 50% son compuestos”, “la mayoría de las alas del A350 … están hechas de compuestos de carbono livianos … [como] carbono) fibra”)
Por lo tanto, el uso de fibra de carbono permite que las alas del 787 y del A350 sean muy curvas. Pero, ¿por qué hacer que las alas se curven?
Primera razón: mire este video hecho por Boeing sobre los diseños de alas curvas:
(Se trata del próximo 777x, pero es relevante, no te preocupes)
Conclusiones clave del video:
- Las alas curvas son naturales; las alas de los pájaros son curvas
- Las alas curvas son la forma más optimizada para volar, aerodinámicamente.
- Las alas curvas aumentan la elevación aerodinámica.
- Los materiales compuestos, como la fibra de carbono, permiten una mayor flexibilidad.
En última instancia, ser más aerodinámico significa experimentar menos resistencia . Menos resistencia significa que el avión es más eficiente en combustible y puede llegar más lejos.
Segunda razón: las alas curvas permiten que los aviones sean más estables y más fáciles de maniobrar en vientos cruzados, por ejemplo.
Mira este 787 (y otros aviones) aterrizar en vientos cruzados:
(Fuente: Cargospotter, gran canal de YouTube para todos los aviones)
En este video, las alas del 787 se flexionan y se adaptan a las condiciones de viento bastante turbulentas. Se agitan en el viento pero mantienen estable el cuerpo del avión. En comparación con otros aviones en este video, creo que el aterrizaje del 787 fue el más suave.
Tercer motivo: los extremos muy curvos del 787 y A350 reducen la resistencia. Por favor mira este vídeo:
Resumen:
(Crédito: Olivier Cleynen)
Este video nos dice que:
- vórtices (plural de “vórtice”) son remolinos de remolinos de aire que se formaron en las puntas de las alas y los bordes posteriores de las alas de un avión. Crean arrastre.
- un ala sin ala tiene un arrastre de vórtice más alto, mientras que un ala con un ala tiene un arrastre de vórtice más pequeño.
Recuerde, menos resistencia significa menos consumo de combustible y más eficiencia. Winglets hace que un avión sea aproximadamente 2.5 – 4.5% más eficiente en combustible.
Aletas convencionales:
Aletas A350:
Boeing 787 “puntas de ala rastrilladas” (posiblemente mejor que las aletas, más aquí):
En conclusión, el uso de compuestos en las alas de los aviones modernos permite que sus alas sean muy curvas.
- Las alas curvas hacen que los aviones sean más estables en vientos fuertes y, por lo tanto, más fáciles de manejar .
- Las alas curvas tienen la forma más aerodinámica para el vuelo, sus extremos son extra curvos para mitigar el arrastre de vórtice. Esto hace que el avión sea mucho más eficiente en combustible y más barato de operar .