¿Cuál es la velocidad de flujo libre en el timón de un avión?

Answer 1

La velocidad de flujo libre se define como la velocidad a la que el aire se mueve infinitamente lejos del avión cuando el objeto se mantiene como referencial. Dicho esto, cualquier parte del avión, que es un cuerpo rígido, es un buen referencial. Eso significa que la velocidad de flujo libre es la misma para cualquier parte del avión, la cola o la cabeza. La velocidad de flujo libre es, entonces, la velocidad en que el avión se mueve por el aire.

En mediciones en tiempo real, la velocidad de flujo libre se mide a través de tubos de Pitot:

Por lo general, se encuentran debajo del ala o justo después de la cabina del avión. La ubicación no importa para medir la velocidad de la corriente libre, ya que todas deberían ser iguales.

La razón por la cual el perfil de velocidad cambia a través del avión es porque, cerca del fuselaje, ocurre el desarrollo de una capa límite. Sin embargo, la longitud de dicha capa límite es muy pequeña (unos pocos milímetros si hablamos de un fluido de baja viscosidad, el aire, que se mueve a altas velocidades y, por lo tanto, la velocidad de flujo libre (que está “infinitamente” lejos del avión). , se puede medir muy cerca del fuselaje (unos pocos centímetros), como puede ver en la imagen de arriba.

Sin embargo, el perfil de velocidad en la capa límite difiere si estás en la cola o en la cabeza. Sin embargo, predecir el perfil de velocidad de la capa límite es muy difícil, ya que es muy sensible al tipo (geometría) e incluso al material del avión del que estamos hablando. Sin embargo, la comprensión de cómo funciona una capa límite es esencial para el desarrollo de herramientas que puedan predecir cuánto arrastre (una fuerza que contrarresta la propulsión) estamos esperando.

Answer 2

Usuario de Quora, no está del todo bien.

Freestream está lo suficientemente lejos de cualquier parte del avión que no se vea afectada por ninguna turbulencia causada por ninguna parte del avión.

La capa límite puede ser bastante delgada, en una superficie de flujo laminar, o bastante profunda detrás de un ala o protuberancia mayor en el avión, y mucho menos detrás de un motor. La capa límite es todo el aire perturbado por cualquier parte del avión. Fuera de la capa límite está el aire libre.

Es por eso que los tubos de Pitot siempre se montan en la nariz o el borde delantero del ala a varias pulgadas de distancia de la estructura. Es muy difícil, si no imposible, encontrar aire verdaderamente libre en otra parte de un avión, especialmente en ángulos de ataque.

En los aviones de prueba, ese tubo está en un poste temporal de varios pies de largo frente al avión. Eso se usa para calibrar el tubo de Pitot estándar, ya que todavía puede estar ligeramente dentro de la capa límite.

Entonces, si el timón es lo suficientemente alto, la parte superior debe estar en aire libre.

La velocidad del aire de flujo libre será la velocidad real del avión, no la velocidad de avance o la velocidad indicada.

Answer 3

Depende de la configuración y la velocidad de la aeronave. Tendría que consultar algunos libros de texto para estar seguro, pero no debería ser muy diferente a la velocidad de flujo libre en la nariz.