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Análisis aerodinámico con XFLR5 1

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salaz

¿Qué tal volará mi planeador? ¿Será estable? ¿Qué rendiiento tendrá? Son preguntas habituales que uno se suele hacer antes de construir un aeromodelo. Gracias a programas de análisis aerodinámico se puede conocer las características de vuelo con un alto grado de certeza. En este artículo veremos cómo sacarle buen partido al XFLR5 y nó solo quedarnos en los gráficos que saca or defecto sin saberlos interpretar.

 

Es necesario conocer qué gráficas son las más interesantes para obtener la información necesaria. Estos son los que yo utilizo. Para el ejemplo utilizaré los obtenidos del pequeño planeador lanzado a mano de 160g SALAZ de Alain Zutter, que también se lo merece. En estos tiempos que los sub 250g se han puesto tan de moda, por su mayor libertad por normativa.

Para ellos jugamos con las variables que deja XFLR5.

ajustesgraficos

 

Cl/Cd Vs V (m/s)

El coeficiente de planeo (los metros que recorre por cada uno que baja), en función de las diferentes velocidades de vuelo del modelo. Ni que decir tiene que un modelo que sea capaz de planear más metros en todas sus velocidades con respecto a otro, será mejor y en caso de usar motor, necesitará menos potencia. En velero para llegar lejos (vuelo de transición entre dos térmicas) hay que ir a la velocidad que dé el máximo valor Cl/CD. Es lógico entender que un diseño será mejor que otro no sólo porque tenga un pico más alto en la gráfica, sino porque tenga mejores valores en tdo su rango de velocidades.

clcdv

 

Vz (m/s) Vs V (m/s)

Es la velocidad de descenso en función de la velocidad del planeador. En planeadores es a la que hay que volar para volar en térmica, puesto que así se aprovecha más la ascendencia. También sería la óptima para aterrizar ya que es en la que "menos deprisa baja". Está cerca de la velocidad de pérdida y ésta es a la mínima que vuela sin que entre en pérdida. Nota: El eje Y tiene que estar invertido porque son velocidades descendentes y sea más fácil de interpretar.

vzv

 

Cm Vs Alpha

El coeficiente de momentos en función del ángulo de ataque. Es la estabilidad. Sería lo primero que calcular. Un equlibrio estable generará una gráfica con pendiente negativa, es decir hacia abajo. El modelo será más estable cuanta más pendiente hacia abajo tenga la gráfica. El corte de la gráfica con el eje horizontal muestra qué a qué ángulo de ataque trabaja, para el vuelo con trimado neutro.

cmalpha

Mediante prueba y error vamos buscando el CG que dé la gráfica más horizontal posible. Ese será el punto neutro. A partir de ahí le sumamos el porcentaje de estabilidad 5% 7% de la MAC (cuerda media aerodinámica) y ya tendremos el CG correcto para volar. Este cálculo se debe hacer siempre. No vale con conformarse en ver una cierta pendiente, ya que al ajustarse las escalas del gráfico de forma automátcia, va a falsear la apreciación. 

estabilidad

 

Cm Vs V (m/s)

El coeficiente de momentos en función de la velocidad de vuelo. Muy importante. El corte de la gráfica con el eje horizontal muestra a qué velocidad se produce el vuelo sin necesidad de corregir con trimados. Si el perfil no tiene suficiente reflex o es un ala en flecha con poca torsión o está muy adelantado el CG, esa velocidad será muy alta y necesitará trimado arriba en lanzamientos y vuelo lento. Si no, al lanzarlo, lo calvaremos en el suelo a los pocos metros. Y también al revés si es lo contrario de lo anterior, el modelo podría salir disparado hacia arriba y posteriormente entrar en pérdida.

cmv

 

Cm Vs Cl

El coeficiente de momentos en función del coeficiente de sustentación. Es muy parecido al anterior. Pero esta vez indica, en lugar de la velocidad, el coeficiente de sustentación, que es un dato menos subjetivo que la velocidad, ya que ésta puede variar para un mismo modelo con el lastrado. Cuanto más bajo sea el Cl en donde corta la gráfica, el planeador tendrá un vuelo más rápido, si el Cl es más alto, volará más lento. Siempre es preferible un Cl de diseño más bajo y trimar arriba para conseguir vuelo lento, que al revés (necesidad de trimar abajo para vuelo rápido), pues se pierde rendimiento a alta velocidad, que es cuando mejor aerodinámica hay que tener, puesto que la resistencia tiene que ver con el cuadrado de la velocidad.

 cmcl

 

Alpha Vs V (m/s)

Es el ángulo de ataque al que vuela, con respecto a la velocidad de vuelo. Ojo es el del fuselaje. Recordad que al ala se la habréis dado de forma independiente en el diseño. Por lo que para saber el del ala, habrá se sumar aquel valor. Generalmente 1,5º. A estas alturas ya sabemos que si al ala no se le da incidencia con respecto al fuselaje, para volar nivelado, habrá que trimar arriba y por lo tanto el fuselaje volará con la cola caída, a no ser que pongamos incidencia. La velocidad con Alpha 0 es ala que volará con el fuselaje horizontal.

alphav

 

Gamma Vs V (m/s)

Es en planeo el ángulo de descenso en función de la velocidad de vuelo. También ajusto el eje Y en invertido porque son ángulos de descenso y se vea de una forma más lógica. Se parece mucho al de la velocidad de descenso. Lo usaba para calibrar autopilotos en modo aterrizaje.

gammav

 

Cl Vs V (m/s)

Es el coeficiente de sustentación al que vuela el modelo en función de su velocidad. Si te dicen que tal perfil va bien en un rango de Cl determinado, aquí lo tienes traducido a la velocidad de tu modelo.

clv

 

Fx (N) Vs V (m/s)

Es la resistencia en Newtons para cada velocidad de vuelo. La suma de todas las resistencias que genera el modelo.

fv

 

W Vs V (m/s)

La pontencia que se necesita para mantener el vuelo. Ojo sólo para mantener el vuelo nivelado. Para motorizar es preferible usar relaciones. Por ejemplo: 200W/Kg para vuelo sport http://www.alasvolantes.es/tecnica/15-m ... acion.html Abajo a la derecha Efficiency Vs V (m/s) La eficiencia en función de la velocidad. No lo suelo usar, pero está bien en lugar de fijarte en el de planeo, velocidad de descenso, ángulo de descenso y resistencia, si no te quieres complicar.

wv

 

Comparativas

Lo mejor de este programa es que poermite cargar diferentes modelos y modificaciones del mismo. De esta forma antes de empezar a construir, se puede saber cuánto es el diseño que uno tiene entre manos mejor que un planeador de referencia, o bien qué elección de perfil o geometría alar supone una mejora sobre el diseño base, cómo afecta el lastre o la posición de flaps. En este ejemplo con tres pesos diferentes, siendo el amarillo el más ligero y el azul el más pesado, con mejor coeficiente de planeo (por eso se lastran los veleros).

 comparativa

El entendimiento de estos gráficos facilita enormemente el desarrollo de un aeromodelos con características de vuelo conocidas de antemano. El día del primer vuelo sólo será para disfrutarlo.

Última actualización el Sábado, 21 de Mayo de 2022 18:55