Dispositivo de punta de ala
Componente de aeronave fijado al extremo de las alas para mejorar el rendimiento.

El dispositivo de punta de ala del Airbus A350
Dibujo lineal de vórtices en las puntas de las alas detrás de una punta de ala convencional (a la izquierda) y una aleta combinada (a la derecha)

Los dispositivos de punta de ala tienen como objetivo mejorar la eficiencia de las aeronaves de ala fija al reducir la resistencia . [1] Aunque existen varios tipos de dispositivos de punta de ala que funcionan de diferentes maneras, su efecto previsto es siempre reducir la resistencia de una aeronave. Los dispositivos de punta de ala también pueden mejorar las características de manejo de la aeronave y mejorar la seguridad para las aeronaves que la siguen. Dichos dispositivos aumentan la relación de aspecto efectiva de un ala sin aumentar en gran medida la envergadura . Extender la envergadura reduciría la resistencia inducida por sustentación , pero aumentaría la resistencia parásita y requeriría aumentar la resistencia y el peso del ala. En algún momento, no hay ningún beneficio neto de una mayor envergadura. También puede haber consideraciones operativas que limiten la envergadura permitida (por ejemplo, el ancho disponible en las puertas del aeropuerto ).

Los dispositivos de punta de ala ayudan a evitar que el flujo alrededor de la punta del ala de aire de mayor presión debajo del ala fluya hacia la superficie de menor presión en la parte superior de la punta del ala, lo que da como resultado un vórtice causado por el movimiento hacia adelante de la aeronave. Los winglets también reducen la resistencia inducida por la sustentación causada por los vórtices de la punta del ala y mejoran la relación sustentación-resistencia . Esto aumenta la eficiencia de combustible en aeronaves con motor y aumenta la velocidad de cross country en planeadores , en ambos casos aumentando el alcance . [1] Los estudios de la Fuerza Aérea de los EE. UU. indican que una mejora dada en la eficiencia de combustible se correlaciona directamente con el aumento causal en la relación sustentación-resistencia de la aeronave. [2]

Historia temprana

Placas de extremo de ala

El prototipo del avión Ha 137 , equipado con extensiones de ala verticales, c.1935-1937

El concepto inicial se remonta a 1897, cuando el ingeniero inglés Frederick W. Lanchester patentó las placas terminales de las alas como método para controlar los vórtices de las puntas de las alas. [3] En los Estados Unidos, el ingeniero escocés William E. Somerville patentó los primeros winglets funcionales en 1910. Somerville instaló los dispositivos en sus primeros diseños de biplanos y monoplanos. [4] Vincent Burnelli recibió la patente estadounidense n.º: 1.774.474 por sus "Medios de control de perfil aerodinámico" el 26 de agosto de 1930. [5]

Las placas finales planas simples no provocaron una reducción en la resistencia, porque el aumento en la resistencia del perfil fue mayor que la disminución en la resistencia inducida. [6]

Puntas de ala de Hoerner

Heinkel He 162A con dispositivos de punta de ala Lippisch-Ohren

Tras el fin de la Segunda Guerra Mundial, el Dr. Sighard F. Hoerner fue un investigador pionero en este campo, habiendo escrito un artículo técnico publicado en 1952 [7] que proponía puntas de ala caídas cuyas puntas traseras puntiagudas enfocaban el vórtice resultante de las puntas de las alas lejos de la superficie superior del ala. Las puntas de ala caídas a menudo se denominan "puntas de Hoerner" en su honor. Los planeadores y los aviones ligeros han hecho uso de puntas de Hoerner durante muchos años. [8] [7]

La primera implementación conocida de un "dispositivo de punta de ala" en ángulo descendente al estilo Hoerner en un avión a reacción fue durante la Segunda Guerra Mundial. Se trataba de las llamadas "Lippisch-Ohren" (orejas de Lippisch), supuestamente atribuidas al diseñador del Messerschmitt Me 163, Alexander Lippisch , y añadidas por primera vez a los prototipos tercero y cuarto M3 y M4 del caza a reacción ligero Heinkel He 162 A Spatz para su evaluación. Esta adición se realizó para contrarrestar la característica de balanceo holandés presente en el diseño original del He 162, relacionada con sus alas que tenían un ángulo diedro marcado . Esto se convirtió en una característica estándar de los aproximadamente 320 cazas a reacción He 162A completados construidos, con cientos de fuselajes He 162A más que quedaron sin terminar para el Día de la Victoria en Europa . [9]

Aleta

Winglet en el KC-135 Stratotanker con mechones adheridos que muestran el flujo de aire durante las pruebas de la NASA en 1979-1980
Pruebas de aleteo de las aletas del modelo Gulfstream V en el túnel de viento transónico Langley de la NASA

El término "winglet" se utilizaba anteriormente para describir una superficie de sustentación adicional en un avión, como una sección corta entre las ruedas de un tren de aterrizaje fijo. La investigación de Richard Whitcomb en la NASA en la década de 1970 utilizó por primera vez el término winglet con su significado moderno, que hace referencia a la extensión casi vertical de las puntas de las alas . [10] El ángulo ascendente (o inclinación ) del winglet, su ángulo hacia adentro o hacia afuera (o punta ), así como su tamaño y forma son fundamentales para un rendimiento correcto y son únicos en cada aplicación. El vórtice de la punta del ala, que gira alrededor desde debajo del ala, golpea la superficie curvada del winglet, generando una fuerza que se inclina hacia adentro y ligeramente hacia adelante, análoga a un velero que navega ceñido . El winglet convierte parte de la energía que de otro modo se desperdiciaría en el vórtice de la punta del ala en un empuje aparente . Esta pequeña contribución puede valer la pena durante la vida útil del avión, siempre que el beneficio compense el costo de instalación y mantenimiento de los winglets. [ cita requerida ]

Otro beneficio potencial de los winglets es que reducen la intensidad de los vórtices de estela [11] , que quedan detrás del avión y suponen un peligro para otras aeronaves [12] . Los requisitos de espaciamiento mínimo entre las operaciones de aeronaves en los aeropuertos están dictados en gran medida por estos factores. Las aeronaves se clasifican por peso (por ejemplo, "ligeras", "pesadas", etc.) porque la fuerza del vórtice crece con el coeficiente de sustentación de la aeronave y, por tanto, la turbulencia asociada es mayor a baja velocidad y alto peso, lo que produce un alto ángulo de ataque [ 13 ] .

Los winglets y las vallas en las puntas de las alas también aumentan la eficiencia al reducir la interferencia de los vórtices con el flujo de aire laminar cerca de las puntas de las alas, [13] al 'mover' la confluencia de aire de baja presión (sobre el ala) y de alta presión (debajo del ala) lejos de la superficie del ala. Los vórtices en las puntas de las alas crean turbulencias, que se originan en el borde de ataque de la punta del ala y se propagan hacia atrás y hacia el interior. Esta turbulencia 'deslamina' el flujo de aire sobre una pequeña sección triangular del ala exterior, lo que destruye la sustentación en esa área. La valla/winglet impulsa el área donde se forma el vórtice hacia arriba, alejándolo de la superficie del ala, ya que el centro del vórtice resultante está ahora en la punta del winglet. [ cita requerida ]

La mejora del ahorro de combustible gracias a los winglets aumenta con la duración de la misión. [14] Los winglets combinados permiten un ángulo de ataque más pronunciado, lo que reduce la distancia de despegue . [15]

Desarrollo temprano

Ala del McDonnell Douglas MD-11 F

Richard T. Whitcomb , ingeniero del Centro de Investigación Langley de la NASA , desarrolló aún más el concepto de Hoerner en respuesta al marcado aumento del coste del combustible tras la crisis del petróleo de 1973. Con un cuidadoso diseño aeronáutico, demostró que, para un momento de flexión dado, un winglet casi vertical ofrece una mayor reducción de la resistencia en comparación con una extensión de envergadura horizontal. [16] Los diseños de Whitcomb fueron probados en vuelo en 1979-80 por un equipo conjunto de la NASA y la Fuerza Aérea, utilizando un KC-135 Stratotanker con base en el Centro de Investigación de Vuelo Dryden . [3] También se utilizaron un Lockheed L-1011 y un McDonnell Douglas DC-10 para las pruebas, y este último diseño fue implementado directamente por McDonnell Douglas en el derivado MD-11 , que se lanzó en 1990. [3]

En mayo de 1983, un estudiante de secundaria de Bowie High School en Maryland ganó un gran premio en la 34.ª Feria Internacional de Ciencias e Ingeniería en Albuquerque, Nuevo México, por el resultado de su investigación sobre dispositivos de punta de ala para reducir la resistencia. [17] [ ¿ importancia? ] El mismo mes, presentó una patente estadounidense para "perfiles aerodinámicos de punta de ala", publicada en 1986. [18] [ ¿importancia? ]

Aplicaciones

NASA

La aplicación más notable de los dispositivos de punta de ala de la NASA se encuentra en el Boeing 747 Shuttle Carrier Aircraft . Ubicados en los estabilizadores horizontales del 747, los dispositivos aumentan la efectividad del plano de cola bajo el peso del transbordador espacial , [10] aunque estos dispositivos se utilizaron más para la estabilidad direccional que para la reducción de la resistencia. [¿ Relevante? ]

Aviones comerciales

Un Learjet 28/29 , el primer avión comercial con winglets

Learjet exhibió el prototipo Learjet 28 en la convención de la Asociación Nacional de Aviación Comercial de 1977. Empleaba los primeros winglets utilizados en un avión de producción, ya fuera civil o militar. Learjet desarrolló el diseño de winglets sin la asistencia de la NASA. Aunque el Modelo 28 estaba destinado a ser un prototipo de avión experimental, el rendimiento fue tal que resultó en un compromiso de producción por parte de Learjet. Las pruebas de vuelo mostraron que los winglets aumentaron el alcance en aproximadamente un 6,5 por ciento y mejoraron la estabilidad direccional. La aplicación de winglets por parte de Learjet a los aviones de producción continuó con modelos más nuevos, incluidos el Learjet 55 , 31 , 60 , 45 y Learjet 40 .

Gulfstream Aerospace exploró los winglets a finales de los años 1970 e incorporó winglets en el Gulfstream III , Gulfstream IV y Gulfstream V. El alcance del Gulfstream V de 6.500 millas náuticas (12.000 km) permite rutas sin escalas como Nueva York-Tokio, y posee más de 70 récords de vuelo mundiales y nacionales. [3] El estabilizador vertical-winglets combinados de Rutan apareció en su diseño de avión comercial Beechcraft Starship que voló por primera vez en 1986.

Los winglets también se utilizan en otros aviones comerciales, lo que reduce la distancia de despegue para operar desde aeropuertos más pequeños y permite alcanzar altitudes de crucero más altas. Además de los winglets en los nuevos diseños, los proveedores de repuestos desarrollaron modificaciones. Winglet Technology, LLC de Wichita, Kansas, debería haber probado sus winglets elípticos diseñados para aumentar el alcance de la carga útil en despegues en caliente y a gran altura para adaptarlos al Citation X. [ 19]

Experimental

Se instalaron winglets convencionales en el Rutan Voyager de Rutan , el primer avión en circunnavegar el mundo sin reabastecerse de combustible en 1986. Sin embargo, las puntas de las alas del avión se dañaron cuando se arrastraron a lo largo de la pista durante el despegue, eliminando aproximadamente 1 pie (30 cm) de cada punta de ala, por lo que el vuelo se realizó sin el beneficio de winglets. [20]

Eficiencia de combustible en aviones comerciales

El uso de winglets permite que el avión comercial promedio tenga un aumento de entre el 4 y el 6 por ciento en la eficiencia del combustible y una reducción de hasta el 6 por ciento en el ruido durante el vuelo. El ahorro real de combustible y las emisiones de carbono relacionadas pueden variar significativamente según el avión, la ruta y las condiciones del vuelo. [21]

Valla de punta de ala

Una valla de punta de ala se refiere a los winglets que incluyen superficies que se extienden tanto por encima como por debajo de la punta del ala, como se describe en la investigación temprana de Whitcomb. [10] Ambas superficies son más cortas o equivalentes a un winglet que posee beneficios aerodinámicos similares. El Airbus A310-300 fue el primer avión de pasajeros con vallas de punta de ala en 1985. [22] Otros modelos de Airbus siguieron con el A300-600 , el A320ceo y el A380 . Otros modelos de Airbus, incluidos el Airbus A320 Enhanced , A320neo , A350 y A330neo , tienen winglets combinados en lugar de vallas de punta de ala. El Antonov An-148 usa vallas de punta de ala.

Aletas inclinadas

Boeing anunció una nueva versión del 747 , el 747-400 , en 1985, con un alcance y una capacidad ampliados, utilizando una combinación de winglets y una mayor envergadura para soportar la carga adicional. Los winglets aumentaron el alcance del 747-400 en un 3,5% con respecto al 747-300, que es aerodinámicamente idéntico pero no tiene winglets. La variante 747-400D carece de las extensiones de punta de ala y los winglets incluidos en otros 747-400, ya que los winglets proporcionarían beneficios mínimos en rutas de corta distancia al tiempo que agregarían peso y costo adicionales, aunque el -400D puede convertirse en la versión de largo alcance si es necesario. [1] Los winglets son los preferidos para los diseños derivados de Boeing basados ​​en plataformas existentes, porque permiten la máxima reutilización de los componentes existentes. Los diseños más nuevos favorecen una mayor envergadura, otros dispositivos de punta de ala o una combinación de ambos, siempre que sea posible. [ cita requerida ]

El Ilyushin Il-96 fue el primer avión a reacción ruso moderno en incorporar winglets en 1988. El Bombardier CRJ-100 /200 fue el primer avión de pasajeros regional en incorporar winglets en 1992. El A340 / A330 siguió con winglets inclinados en 1993/1994. El Tupolev Tu-204 fue el primer avión de fuselaje estrecho en incorporar winglets en 1994. El Airbus A220 (antes CSeries), de 2016, tiene winglets inclinados.

Winglets mezclados

Un winglet combinado se fija al ala con una curva suave en lugar de un ángulo agudo y tiene como objetivo reducir la resistencia por interferencia en la unión entre el ala y el winglet. Un ángulo interior agudo en esta región puede interactuar con el flujo de la capa límite y provocar un vórtice que induce resistencia, anulando parte del beneficio del winglet. Aviation Partners, con sede en Seattle, desarrolla winglets combinados como modernizaciones para el Gulfstream II , el Hawker 800 y el Falcon 2000 .

El 18 de febrero de 2000, se anunciaron los winglets combinados como una opción para el Boeing 737-800 ; el primer conjunto se instaló el 14 de febrero de 2001 y entró en servicio comercial con Hapag-Lloyd Flug el 8 de mayo de 2001. [23] Las extensiones de 8 pies (2,4 m) de Aviation Partners/Boeing reducen el consumo de combustible en un 4% para vuelos de largo alcance y aumentan el alcance en 130 o 200 millas náuticas (240 o 370 km) para el 737-800 o el derivado Boeing Business Jet como estándar. [1] También se ofrecen para el 737 Classic , muchos operadores han modernizado sus flotas con estos para ahorrar combustible. [ cita requerida ] Aviation Partners Boeing también ofrece winglets combinados para el 757 y el 767-300ER . [24] En 2006, Airbus probó dos winglets combinados candidatos, diseñados por Winglet Technology y Airbus para la familia Airbus A320 . [25] En 2009, Airbus lanzó su winglet combinado "Sharklet", diseñado para mejorar el alcance de carga útil de su familia A320 y reducir el consumo de combustible hasta en un 4% en sectores más largos. [26] Esto corresponde a una reducción anual de CO2 de 700 toneladas por aeronave. [27] Los A320 equipados con Sharklets se entregaron a principios de 2012. [28] [29] Se utilizan en el A320neo , el A330neo y el A350 . También se ofrecen como una opción de actualización. [29] [30]

Punta del ala rastrillada

Las puntas de las alas inclinadas, donde la punta tiene una mayor curvatura que el resto del ala, se incluyen en algunos aviones comerciales de Boeing para mejorar la eficiencia del combustible y el rendimiento de despegue y ascenso. Al igual que los winglets, aumentan la relación de aspecto efectiva del ala y disminuyen los vórtices de las puntas de las alas , disminuyendo la resistencia inducida por la sustentación. En pruebas realizadas por Boeing y la NASA, reducen la resistencia hasta en un 5,5 %, en comparación con el 3,5 % al 4,5 % de los winglets convencionales. [1] Si bien un aumento en la envergadura sería más efectivo que un winglet de la misma longitud, su momento de flexión es mayor. Un winglet de 3 pies (91 cm) brinda la ganancia de rendimiento de un aumento de envergadura de 2 pies (61 cm), pero tiene la fuerza de flexión de un aumento de envergadura de 1 pie (30 cm). [31]

Las puntas de ala inclinadas ofrecen varias ventajas de reducción de peso en relación con la simple extensión de la envergadura principal convencional . En condiciones de diseño estructural de alto factor de carga, las cuerdas más pequeñas de la punta del ala están sujetas a menos carga, y dan como resultado una menor carga inducida en el ala principal exterior. Además, el barrido del borde de ataque da como resultado que el centro de presión se ubique más a popa que para extensiones simples de la envergadura de las alas principales convencionales. En factores de carga altos, esta ubicación relativamente a popa del centro de presión hace que la punta del ala inclinada se tuerza más hacia abajo con el borde de ataque, lo que reduce el momento de flexión en el ala interior. Sin embargo, el movimiento relativo a popa del centro de presión acentúa el aleteo . [32]

Las puntas de ala inclinadas se instalan en el Boeing 767 -400ER (primer vuelo el 9 de octubre de 1999), todas las generaciones de Boeing 777 (12 de junio de 1994) incluyendo el próximo 777X , el Boeing P-8 Poseidon derivado del 737 (25 de abril de 2009), todas las variantes del Boeing 787 (15 de diciembre de 2009) (el cancelado Boeing 787-3 habría tenido una envergadura de 170 pies (51,7 m) para encajar en el Código de Referencia de Aeródromo D de la OACI, ya que su envergadura se redujo mediante el uso de winglets combinados en lugar de puntas de ala inclinadas [33] ), y el Boeing 747-8 (8 de febrero de 2010). Las alas del Embraer E-jet E2 y C-390 Millennium también tienen puntas de ala inclinadas.

Punta partida

Winglet de punta dividida del 737 MAX

El McDonnell Douglas MD-11 fue el primer avión con winglets de punta dividida en 1990.

Para el 737 Next Generation , el proveedor externo Aviation Partners ha introducido un diseño similar al dispositivo de punta de ala del 737 MAX, conocido como winglet cimitarra dividida, [34] con United Airlines como cliente de lanzamiento. [35]

El Boeing 737 MAX utiliza un nuevo tipo de dispositivo de punta de ala. [36] Similar a un híbrido de tres vías de un winglet, una cerca de punta de ala y una punta de ala inclinada, Boeing afirma que este nuevo diseño debería ofrecer una mejora adicional del 1,5% en el ahorro de combustible sobre la mejora del 10-12% que ya se esperaba del 737 MAX.

Planeadores

Planeador Schempp-Hirth Ventus-2 con winglets de fábrica y despegue con cabrestante

En 1987, el ingeniero mecánico Peter Masak llamó al aerodinamista Mark D. Maughmer , profesor asociado de ingeniería aeroespacial en la Universidad Estatal de Pensilvania , para que diseñara winglets para mejorar el rendimiento de su planeador de carreras de 15 metros (49 pies) de envergadura . Otros habían intentado aplicar los winglets de Whitcomb a planeadores antes, y mejoraron el rendimiento de ascenso, pero esto no compensó la penalización por resistencia parásita en el crucero de alta velocidad. Masak estaba convencido de que era posible superar este obstáculo. [37] Por ensayo y error, finalmente desarrollaron diseños de winglets exitosos para competiciones de vuelo a vela , utilizando un nuevo perfil aerodinámico PSU-90-125 , diseñado por Maughmer específicamente para la aplicación de winglets. En el Campeonato Mundial de Vuelo a Vela de 1991 en Uvalde, Texas , el trofeo a la mayor velocidad fue para un planeador de envergadura limitada de clase de 15 metros equipado con winglets, superando la velocidad más alta en la Clase Abierta de envergadura ilimitada , un resultado excepcional. [38] Masak ganó la competencia de vuelo a vela de 15 metros del Campeonato Nacional de EE. UU. de 1993, usando winglets en su prototipo Masak Scimitar . [39]

Perfil aerodinámico de aleta del PSU-90-125

Los winglets de Masak fueron originalmente instalados en planeadores de producción, pero en los 10 años siguientes a su introducción, la mayoría de los planeadores de alto rendimiento fueron equipados de fábrica con winglets u otros dispositivos en las puntas de las alas. [40] Pasaron más de una década hasta que los winglets aparecieron por primera vez en un avión de pasajeros de producción, la aplicación original que fue el foco del desarrollo de la NASA. Sin embargo, una vez que se demostraron las ventajas de los winglets en la competición, su adopción fue rápida en los planeadores. La diferencia de puntos entre el ganador y el subcampeón en la competición de vuelo a vela suele ser inferior al uno por ciento, por lo que incluso una pequeña mejora en la eficiencia es una ventaja competitiva significativa. Muchos pilotos que no compiten instalan winglets para obtener beneficios en el manejo, como una mayor velocidad y autoridad de alabeo y una menor tendencia al estancamiento de las puntas de las alas . Los beneficios son notables, porque los winglets de los planeadores deben ser desmontables para permitir que el planeador se guarde en un remolque , por lo que normalmente se instalan solo a preferencia del piloto. [ cita requerida ]

El Glaser-Dirks DG-303 , un diseño derivado del primer planeador, que incorporaba winglets como equipo estándar de fábrica.

Punta del ala no plana

Un Falcon 50 con un winglet espiroide

Aviation Partners desarrolló y probó en vuelo un winglet Spiroid de superficie cerrada en un Falcon 50 en 2010. [41]

Las puntas de las alas no planas normalmente están en ángulo hacia arriba en una configuración de alas poliédricas, lo que aumenta el diedro local cerca de la punta del ala; los diseños de alas poliédricas han sido populares en los diseños de aeromodelos de vuelo libre durante décadas. Las puntas de las alas no planas brindan el beneficio de control de estela de los winglets, con menos penalización por resistencia parasitaria, si se diseñan con cuidado. La punta del ala no plana a menudo está inclinada hacia atrás como una punta de ala inclinada y también puede combinarse con un winglet. Un winglet también es un caso especial de una punta de ala no plana. [ cita requerida ]

Los diseñadores de aeronaves emplearon principalmente diseños de alas planas con diedros simples después de la Segunda Guerra Mundial, antes de la introducción de los winglets. Con la amplia aceptación de los winglets en los nuevos diseños de planeadores de la década de 1990, los diseñadores buscaron optimizar aún más el rendimiento aerodinámico de sus diseños de punta de ala. Los winglets de los planeadores se adaptaron originalmente directamente a las alas planas, con solo un área de transición pequeña, casi en ángulo recto. Una vez que se optimizó el rendimiento del winglet en sí, la atención se centró en la transición entre el ala y el winglet. Una aplicación común fue estrechar el área de transición desde la cuerda de la punta del ala hasta la cuerda del winglet e inclinar el área de transición hacia atrás, para colocar el winglet en la posición óptima. Si la parte estrechada se inclinaba hacia arriba, también se podía reducir la altura del winglet. Finalmente, los diseñadores emplearon múltiples secciones no planas, cada una de las cuales se inclinaba hacia arriba en un ángulo mayor, prescindiendo por completo de los winglets. [ cita requerida ]

El Schempp-Hirth Discus-2 y el Schempp-Hirth Duo Discus utilizan puntas de alas no planas.

Dispositivo de punta de ala activa

Dispositivo de punta de ala activa de Tamarack Aerospace

Tamarack Aerospace Group, una empresa fundada en 2010 por el ingeniero estructural aeroespacial Nicholas Guida, ha patentado un sistema de alivio de carga de tecnología activa (ATLAS), una versión modificada de un dispositivo de punta de ala. [42] El sistema utiliza superficies de comba activa Tamarack (TACS) para "apagar" aerodinámicamente los efectos del dispositivo de punta de ala cuando la aeronave experimenta eventos de alta gravedad, como grandes ráfagas o fuertes pull-ups. Los TACS son paneles móviles, similares a los flaps o alerones , en el borde de salida de la extensión del ala. [42] [43] El sistema está controlado por el sistema eléctrico de la aeronave y un servo de alta velocidad que se activa cuando la aeronave detecta un evento de estrés que se aproxima, simulando esencialmente una punta de ala que se activa. Sin embargo, la punta del ala en sí es fija y los TACS son la única parte móvil del sistema de punta de ala. Tamarack introdujo por primera vez ATLAS para la familia de aviones Cessna Citation , [42] [43] y ha sido certificado para su uso por la Administración Federal de Aviación y la Agencia de Seguridad Aérea de la Unión Europea . [44] [45]

Dispositivo de accionamiento de la punta del ala

Se han realizado investigaciones sobre el accionamiento de dispositivos en las puntas de las alas, incluida una solicitud de patente presentada, [46] aunque actualmente ningún avión utiliza esta característica como se describe. Las puntas de las alas del XB-70 Valkyrie podían inclinarse hacia abajo durante el vuelo, para facilitar el vuelo a Mach 3 utilizando waveriding .

Uso en cuchillas giratorias

Los dispositivos de punta de ala también se utilizan en hélices giratorias , rotores de helicópteros y palas de turbinas eólicas para reducir la resistencia, reducir el diámetro, reducir el ruido y/o mejorar la eficiencia. Al reducir los vórtices de las puntas de las palas de las aeronaves que interactúan con la superficie del suelo durante el rodaje , el despegue y el vuelo estacionario , estos dispositivos pueden reducir los daños causados ​​por la suciedad y las pequeñas piedras que se recogen en los vórtices. [47]

Aplicaciones de helicópteros

Dispositivo de punta de ala en un NH90 de NHIndustries

Las palas del rotor principal del AgustaWestland AW101 (anteriormente EH101) tienen una forma de punta distintiva; los pilotos han descubierto que este diseño de rotor altera el campo de corriente descendente y reduce las caídas de tensión que limitan la visibilidad en áreas polvorientas y conducen a accidentes. [48]

Aplicaciones de la hélice

Hartzell Propeller desarrolló su hélice "Q-tip" utilizada en el Piper PA-42 Cheyenne y varios otros tipos de aeronaves de ala fija doblando las puntas de las palas hacia atrás en un ángulo de 90 grados para obtener el mismo empuje de un disco de hélice de diámetro reducido; la velocidad reducida de la punta de la hélice reduce el ruido, según el fabricante. [47] Las hélices de cimitarra modernas tienen un mayor flechado en las puntas, asemejándose a una punta inclinada en el ala de un avión.

Otras aplicaciones

Algunos ventiladores de techo tienen dispositivos en las puntas de las alas. El fabricante de ventiladores Big Ass Fans ha afirmado que su ventilador Isis, equipado con dispositivos en las puntas de las alas, tiene una eficiencia superior. [49] Sin embargo, para ciertos diseños de gran volumen y baja velocidad, los dispositivos en las puntas de las alas pueden no mejorar la eficiencia. [50] Otra aplicación del mismo principio se introdujo en la quilla del yate australiano ganador de la "Copa América" ​​Australia II de 1982, diseñado por Ben Lexcen .

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