Relación entre el perfil alar y el ángulo de ataque en la generación de la sustentación (página 9)

Tablas de registro de fuerza hasta 10
grados

En la siguiente tabla se presentan la
generación de fuerza de 0 a 10 grados en cada perfil, se
tomó 10 grados pues es el ángulo de ataque
crítico registrado en uno de los perfiles y el
mínimo entre todos los registrados

La siguiente tabla muestra la fuerza
producida por cada perfil cuando se regularizan la fuerza
máxima producida. De esta manera puede compararse el
periodo de crecimiento de cada perfil sin importar el área
que poseen.

Periodo de crecimiento

A partir de la gráfica
anterior[22]es posible es posible apreciar
diferentes ritmos de crecimiento entre los perfiles alares, lo
que podría sugerir que al ser distintos en forma, cada
perfil cuente con capacidades y limitaciones
distintas[23]Lo anterior da pauta a comprender que
también estas distinciones comprometen a la
sustentación, pues ciertos perfiles comenzarán a
decrecer su generación de sustentación mucho antes
que otros o simplemente no tendrán el mismo ritmo de
crecimiento.

Tomando como base los experimentos
realizados y los resultados obtenidos, es posible responder la
pregunta de investigación "¿hasta qué punto
el perfil alar y el ángulo de ataque son determinantes en
la generación de la sustentación y cuando limitan
su crecimiento?". Desde el punto de que tan determinantes, la
respuesta se encuentra relacionada con el hecho, qué, por
una parte, el aumento en el ángulo de ataque se traduce en
mayor generación de fuerza (hasta cierto punto), mientras
que el perfil aéreo determina el ritmo de
generación de la sustentación así como el
propio ángulo de ataque crítico. Por otro lado las
limitantes pueden ser apreciadas principalmente en el
ángulo de ataque crítico que a partir de superarlo
deja de producir sustentación.

Asimismo no debe de olvidarse que como lo
establece la teoría, factores como el área, la
velocidad del viento, el tipo de fluido y la temperatura
también afectan la generación de la
sustentación.

Conclusión

Desde una postura teórica y
experimental, se puede concluir que evidentemente tanto los
perfiles alares como el ángulo de ataque, son
determinantes para la generación de la sustentación
y de la misma forma la pueden llegar a limitarla. Fue posible
llegar a esta conclusión, a través de los
planteamientos discutidos en el capítulo uno que dieron
pauta para encontrar respuestas de manera experimental en el
segundo capítulo. En primer lugar, observamos que el
ángulo de ataque crítico y el perfil alar
están relacionados entre sí en la generación
de la sustentación; lo cual se demostró en el
ángulo crítico para cada perfil. De la misma forma
y como observamos, el ángulo de ataque, mantuvo la
sustentación en crecimiento hasta superar el ángulo
crítico, lo que permite justificar que este es
determinante para la sustentación y que a partir de un
punto la limita. De la misma forma al comprobar la distinta
producción de fuerza acorde a cada perfil, fue posible
concluir que el perfil proporciona un grado de crecimiento para
la sustentación así como limites en la misma, y de
manera paralela concluir que todos los perfiles cuentan con
características de rendimiento que garantizan sus usos en
distintas tareas dentro de la aviación.

Por otro lado, en la experimentación
se establecieron los principios básicos que regulan la
sustentación, esto sin llegar a abordar fenómenos
que podrían llegar a presentarse como intratables para un
estudiante de bachillerato[24]En tanto el esquema
de trabajo como la experimentación afrontaron los temas
que podrían considerarse alcanzables para un trabajo de
esta naturaleza.

Como se ha planteado, a partir de la
investigación y experimentación realizadas en esta
monografía fue posible concluir la importancia de la forma
del perfil alar y el ángulo de ataque en la
generación de la sustentación. De la misma forma,
surgen nuevas interrogantes para futuros estudios, pues como
observamos en la experimentación la velocidad de viento y
el área del perfil afectan la generación de la
sustentación.

Referencias

Abernathy, F. H. (1966). Fundamentals
of Boundary Layers. Recuperado el día3 de noviembre
de 2013 de: http://web.mit.edu/hml/ncfmf/10FBL.pdf

AVSTOP (N/A). Angle of Attack and Lift.
Recuperado el día4 de noviembre de 2013 de:
http://avstop.com/ac/flighttrainghandbook/angleofattackandlift.html

Benson,Ô® (10 de Septiembre del
2010). Aerodynamics Índex Recuperado el
díaà ±3 de Abril del 2013, de:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/short.html

Conrad, L. (1996-2013). The Work of
Wings. Recuperado el díaà ¸ de Mayo
del 2013, de:

http://virtualskies.arc.nasa.gov/aeronautics/3.html

Denker, J. (2008).See How it
Flies. Recuperado el díaà ¸ de Mayo
del 2013, de:

http://www.av8n.com/

Etkin,®, &
Reid,̮Į (1996). Dynamics of Flight
(3era). Toronto, Canada: John Wiley & sons.

Langer, J. (2001). What is angle of attack.
Aero,

Volumen 13. Recuperado el 19 de Mayo del
2013 de:

http://www.boeing.com/commercial/aeromagazine/aero_12/whatisaoa.pdf

Global Britanica. (2013). Turbulent Flows
Recuperado el día 8 de Mayo del 2013 de:
http://global.britannica.com/EBchecked/topic/609625/turbulent-flow

Henderson, T. (1996-2013). Newtons
second laws of motion. Recuperado el
díaà ¸ de Mayo del 2013, de:
http://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/u2l3a.cfm

Kelly, C. (2013). Airfoil leading and
trailing edge separation control

Using sdbd plasma actuators. Tesis
doctoral sin publicación, University of Notre Dame,
Indiana, Estados Unidos.

Merzkirch, W., & Gersten, K. (1987).
Techinques of flow visualization. Recuperado el día 10 de
Enero del 2014 de:
http://ftp.rta.nato.int/public/PubFullText/AGARD-AG-302/A_GARD-AG-302.pd

Munson,®Ү,
Okiishi,ԮȮ,
Huebsch,׮׮, & Rothmayer,nЮ
(2013). Fundamentals of Fluid Mechanics (7ma). United
States of America: John Wiley& sons.

Muñoz, M. (N/A).El ángulo
de ataque. Recuperado el díaà ±9
de Mayo del 2013, de:
http://www.manualvuelo.com/PBV/PBV17.html

Pilot Friend. (N/A). How an aircraft
stalls and how to recover. Recuperado el día4 de
noviembre de 2013 de:
http://www.pilotfriend.com/training/flight_training/fxd_wing/stalls.htm

Pilots Web.(2005). Lift and drag
coeficient. Recuperado el día 8 de Mayo del

2013 de:
http://www.pilotsweb.com/principle/liftdrag.htm

Physics Stack Exchange. (20 de Julio de
2013). Fluid dynamics – Conditions of applicability of
potential flow about an airfoil – .Recuperado el día4
de noviembre de 2013 de:
http://physics.stackexchange.com/questions/71681/conditions-of-applicability-of-potential-flow-about-an-airfoil

Referencias electrónicas y de
imágenes :

Imagen 1

Aerospace Web. (N/A). Parts of an airfoil.
Recuperado el día 16 de Enero del 2014 de:
http://www.aerospaceweb.org/questioN/Airfoils/airfoil/airfoil-parts.jpg

Imagen 11

Ahmed Mohammed (2013). Homme made wind
tunnel. Recuperado el día0 de Diciembre de 2013 de:
http://www.youtube.com/watch?v=NUeCFueursE

Imagen 10

Cambridge University. (2012).Airflow across
a wind tunnel. Recuperado el díaà ¸ de
Mayo del 2013, de

Imagen2-9

Experimental Airlines. (2012).ARMIN WING
CONSTRUCTION Start-to-finish process with links to detail videos.
Recuperado el díaà ¸ de Mayo del 2013,
de

https://www.youtube.com/user/ExperimentalAirlines

Imagen 12

NASA Glenn Research Center. (N/A)."Littel
Smokey" Wind tunnel. Recuperado el día5 de Noviembre del
2013, de

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/smokie/SmokeyWindTunnelFinal3.pdf

Imagen 15

NASA Langley Research Center's (1930).
Smoke Lifts. Recuperado el día3 de noviembre de 2013 de:
http://www.youtube.com/watch?v=3_WgkVQWtno

Imagen 13

Punsiri Dam-o (2013). How to generate Smoke
in your own wind tunnel. Recuperado el día0 de Diciembre
de 2013 de: http://www.youtube.com/watch?v=NUeCFueursE

Imagen 14

RCexperimental (2013). KF Airfoil – Wind
Tunnel Testing. Recuperado el díaà ±5
de Diciembre de 2013 de:
http://www.youtube.com/watch?v=NUeCFueursE

Anexos

Anexo 1

Título" Comunicación
personal con Richard Perdichizzi"

Descripción: La siguiente
comunicación personal fue establecida a través de
los servicios de correo de Gmail, a partir de ellos se
logró contactar al profesor. Richard F Perdichizzi, un
técnico e instructor para los estudiantes de último
año del Massachusetts Institude of Technology, quien
además es el mayor experto en el departamento de
túneles de viento/ Cámaras de Humo dentro de la
misma institución.

From:"*******@gmail.com"
Date:Wednesday, January 8, 2014 at 6:05 PMto:Wesley
Harris Subject:Hello professor Harris My name is Jorge
Aragon. Im making a research work in aerodynamics and your help
would be appreciated

Hello professor Wesley L Harris My name is
Jorge Aragon. Im making a research work in aerodynamics and your
help would be appreciated

My name is Jorge Gerardo Aragón
Villarreal, Im Mexican student currently living in Monterrey,
México. Im in the InternationalBaccalaureateem 2 year
program and as part of it I need to make a research paper. Mine
is about airfoils so I constructed a wind tunnel as part of the
experimentation. Im lost in one aspect, however very
important.

How Im supposed to quantitatively
visualize the critical angle of attack in an airfoil? Is there
any guide or qualitative criteria I could use to do it? How can I
determine if the angle of attack in a particular airfoil is, if I
just have a wind tunnel with smoke visualizer?

Wesley Harris- Hello
Dick,

Please be kind enough to reply to
Jorge"s email.

Thank you.

Wes

Richard Perdichizzi -Hi
Jorge,

Richard Perdichizzi -Professor Harris
passed me on to you, my name is Richard Perdichizzi, and I"m the
Senior Technical Instructor in the department and the primary
wind tunnel expert in the department. I"ll take a shot at your
question, I assume you"re trying to measure a wings Alpha
relative to the tunnels horizontal axis.

Richard Perdichizzi -Normally I do it
by pitching the foil through a series of negative and positive
angles while observing the lift output, when the lift reads zero
that is its zero point. You need a force balance in order to do
this. Another method would be to draw a line from the leading
edge to the trailing edge at the cord and lay a bubble level on
it to determine the zero point, that"s not always possible
because of the wing tip. The last device I"ve used is a device
made for model airplanes, it clamps on the leading and trailing
edges and has a level device that indicates the zero point, I"m
attaching an ad for one, and most of the hobby company"s sell
them.

Richard Perdichizzi – You could set it
on the foil while its mounted in the tunnel and mark the zero
point on the tunnel window and each 1 or 2 degree change as you
move the foil up or down, you would wind up with a calibrated
angle of attach compass on the tunnel window. You can refer to
the markings as the angle is changed, we"ve even done it on a TV
screen and it works very well.

I hope that helps, feel free to contact
me if you need help.

Cheers,

Dick

From:Jorge Gerardo Aragón
Villarreal [mailto:
jorgegearvill@gmail.com]˼b>Sent:Thursday,
January 09, 2014 12:59 PMTo:Richard F
PerdichizziSubject:Thank you so much Richard. I'm writing
you back just to rectify some doubts

Jorge Aragón (Yo)-Hello again
Richard,

Jorge Aragón (Yo)-Im going to ask
you just a few more things.

Jorge Aragón (Yo)-So are you saying
its more recommendable to use lifting criteria rather than visual
criteria (using a smoke wind tunnel)? Or I could use visual
criteria in a smoke wind tunnel?

Jorge Aragón (Yo)-What should I look
for if I use the lifting criteria? For instance, do you recomend
to seek for the peek in lift while Im increasing the angle of
attack?

Jorge Aragón (Yo)-I was going to use
a similar method to this guys
http://www.youtube.com/watch?v=NUeCFueursE

Jorge Aragón (Yo)-this is the wind
tunnel Im using

Foto anexada

Richard Perdichizzi -Jorge,

Richard Perdichizzi -You can determine the
zero point from the way it was done on the video but I"m not sure
how he measured the following angles, he doesn"t say how he did
that or did I miss something?

Dick

From:Jorge Gerardo Aragón
Villarreal
[mailto:jorgegearvill@gmail.com]˼b>Sent:Thursday,
January 09, 2014 1:20 PMTo:Richard F Perdichizzi; Wesley L
HarrisSubject:Hello again Richard

Jorge Aragón (Yo)-Hello
Richard

Jorge Aragón (Yo)-This is the wind
tunnel I told you about. I read in some books that aerospace
engineers use them to propertly measure the critical angle of
attack. So I decided to construct one is there any visual
criteria to use for determining the critical angle of attack? For
instance the percentage of stalling in the wind upper
side.

Or should I stick to the weight balance
that you previously proposed in the last email.

Video del funcionamiento del túnel
de viento y la cámara de humo

Richard Perdichizzi-Now I understand what
your trying to do, you should be able to determine the critical
stall point by observing the flow separating from the top
surface, it should be around the 12 degree point, the boundary
layer will begin to go turbulent at the trailing edge almost from
the 0 degree mark and move toward the leading edge as you
increase alpha, the critical point should be just before the
quarter cord.

Jorge Aragón ( Yo)-Thank you so much
Richard, I had figured out a response like that, but since I have
been looking in internet articles and books for about 3 months
without getting a proper answer I felt almost hopeless. So I
decided to ask an authority in the topic just like you and
Professor Harris.

Again Thank you so much and greetings from
Monterrey, Nuevo León México

I will send you the research paper results
after I finish it 🙂 Thanks again

Información de Richard
Perdichizzi:

Richard F
Perdichizzi਴echnical instructor) MIT
(Massachusetts Institute of Technology)

• Senior-level technical support and
  instruction for academic experimental programs

• Management/supervision of academic
  labs, machine shop and personnel

• Teaching/advising undergrads on
  experimental apparatus

• Department environmental health and
  safety officer

Anexo 2

Título: "Metodología y
construcción de la experimentación (Perfiles
alares, cámara de humo y túnel de
viento)"

Descripción: Como se
explicó en el capítulo 2; marco
metodológico, en el siguiente anexo se explica el
diseño de la experimentación, los materiales usados
y los pasos a realizar para completar la
experimentación.

Los diseños de los perfiles alares
fueron tomados del constructor de aviones de RC y usuario de
YouTube Experimental Airlines USA. Por otra parte el
diseño del visualizador de streamlines y el túnel
de viento fue tomado de las propuestas de un wind túnel
casero de la Nasa, así como del usuario de
YouTube Ahmed Mohammed, el canal de YouTube de la
universidad de Cambridge University, el usuario Punsiri
Dam-o y el usuario RCexperimental en el caso de la
recolección de datos en el túnel de
viento

Diseño experimental:

Materiales para recolección de datos
y métodos:

• Perfiles alares

• perfil alar 1 color verde, dimensiones
  base 5 pulgadas * 10 pulgadas de ancho * 2/ 10 de espesor (+-
  1/16 de pulgada)

• perfil alar 2color rojo medida de base
  7 pulgadas * 10 pulgadas de ancho 2/ 10 de espesor (+- 1/16
  de pulgada)

• perfil alar 3 color azul medida de base
  9 pulgadas * 10 pulgadas de ancho * 2/ 10 de espesor (+- 1/16
  de pulgada)

• túnel de viento con
  cámara de humo de 2.44 metros * 1.22 metros *1.22
  metros

• Sensor de Fuerza Marca
  vernier

• Calculadora TI-84 Plus Silver
  Edition

• Cámara convencional con
  tripie

• Procesador de datos( Excel)

• Máquina de humo Start Tec serie
  f700 y líquido para generar humo ( glicerina+ alcohol
  +agua)

Metodología de
construcción perfil alar:

Materiales:

• 3 Hojas de FoamBoard 32 pulgadas * 40
  pulgadas por 3/16 de pulgada

• silicona caliente

• Pistola aplicadora de silicón
  caliente

• Vinilos auto adheribles de colores
  varios para identificación de perfiles

• Navaja/ exacto marca STANLEY

• Reglas metálicas de 1 metro
  marca ACME con divisiones de hasta 1 mm

• Regla metálica de 30 cm marca
  ACME con divisiones de hasta 1 mm

• Ángulo de aluminio de 1 pulgada
  por lado y un octavo de espesor

• pinzas sujetadoras "clamps" marca
  TRUPER

• Marcadores de tinta indeleble marca
  Sharpie

• Mesa de trabajo

• Lijas de esponja

• Mini Esmerilador marca
  Stanley

• Taladro marca Makita

• Vernier marca Starret

• Transportador marca Starret

• Radios para mediciones Marca
  Starret

• 3 Varillas de madera de
  ì ¤e pulgada

Metodología de
construcción perfil alar[25]

• 1. Se toma la hoja de
  FoamBoard

• 2. Con el uso del metro y la
  regla, se marcan dimensiones; empezando por ancho de base,
  ancho de cuerda y ancho de ala.

• 3. Se procede a forrar el exterior
  del ala con hojas de vinilo auto adherible para poder
  identificar dicho perfil, se debe de tener sumo cuidado para
  no dejar burbujas o imperfecciones en la superficie. Se
  procede a retirar el exceso de material con el uso del
  exacto.

• 4. Se dobla el perfil a partir de
  la línea de separación entre la base y la
  cuerda (que marcamos anteriormente en el paso 2). Se dobla
  completamente hacia el interior y se presa contra la mesa de
  trabajo durante 15 minutos con las pinzas sujetadoras y un
  ángulo de aluminio.

• 5. Se corta espaciadores, en tiras
  del ancho del ala (10 pulgadas de largo, 2/10 de pulgada de
  altura y de dos pulgadas de ancho). Los espaciadores
  permitirán completar el espesor del perfil.

• 6. Se retiran el ala del prensado
  y se procede a colocar los espaciadores en el interior del
  ala a una distancia de una pulgada del doblez frontal. Se
  deben de formar dos columnas entre los espaciadores y con una
  distancia de ì ¤e pulgada entre ellos,
  posteriormente se coloca una varilla de madera de
  ì ¤e pulgada sin pegamento entre dichas
  columnas. De inmediato se adhiere otro espaciador de forma
  que funcione como techo de las columnas y evite que la
  varilla se mueva. La forma deberá ser similar a un
  "sándwich" y se deberá de tener cuidado de no
  colocar silicón en la parte central para evitar que la
  varilla quede fija (la varilla debe de quedar libre para
  poderla retirar).

• 7. Posteriormente se procede a
  colocar el silicón en la parte superior del espaciador
  y en el parte inferior de lo que será la cuerda. Una
  vez hecho esto deberemos de tornear la cuerda hasta lograr
  que los espaciadores y la parte inferior de la cuerda queden
  unidos. Se deberá proceder a prensar la unión
  por un periodo de 15 minutos.

• 8. Se procede a lijar la parte
  inferior de nuestra cuerda, es decir lo que será el
  trailing edge del perfil, se debe de lograr un ángulo
  aproximado a los 30 grados.

Cámara de Humo y Túnel de
viento:

Diseño y
construcción:

Por medio de un
carpintero[26]se construyó una caja que
contendrá un túnel de viento y cámara de
humo (con redireccionador) con las siguientes dimensiones y
materiales.

Largo= 2.44 mts ancho= 1.22
altura.

Como se mencionó la caja
contendrá una cámara de humo y un túnel de
viento, estos son los materiales necesarios para la
construcción y realización de las
pruebas.

Materiales:

• 3 hojas de MDF de 1.22 * 2.44 * 12
  mm

• 1 hoja de plástico trasparente
  de PET G de 1.22 *2.44 calibre .08 mm

• Plexiglás calibre
  .08mm

• Ventilador/soplador industrial con
  campana de lámina

• Dos varilla de acero lisa de 3/16 de
  pulgada

• Cinta metálica marca
  Scotch

• Cinta negra para conexiones
  eléctricas marca Scotch

• Ventilador de computadora

• Pintura negra

• Pegamento

• Tornillería varia

• Cinta de medición de 8 metros y
  con divisiones de hasta 1 mm

• Conexiones de PVC (codos, coples, tapas
  y "Ts")

• Pegamento PVC

• Maquina generadora de Humo marca Star
  Tec f700

• Líquido profesional para crear
  humo.

• Anemómetro de Veleta con
  registro en Millas por hora

• Cámara digital
  fotográfica y de video

• Sensor de fuerza marca
  vernier

• Calculadora científica Ti-84
  plus Silver Edition

• Computadora personal con el programa
  "TIconect"

Como se ha mencionado, la caja fue
construida por un carpintero, por lo tanto me limitaré a
señalar las funciones y partes de la cámara de humo
y el túnel de viento.

En primer lugar la cámara de humo
tendrá un generador de humo; máquina de humo
profesional marca Start Tec, un sistema de distribución
del mismo; conformado por tubería de PVC y un ventilador
de computadora, un panel de abeja; conformado por popotes unidos
que crearan los streamlines con los cuales se podrá
visualizar el ángulo de ataque crítico, asimismo,
se contará con un soporte; donde se posicionaran los
perfiles alares. De la misma forma, la cámara
contará con un plexiglás que regulará las
presiones, generará vacío dentro de la caja y
además permitirá visualizar los streamlines, por
último la cámara contara con un abanico que
permitirá la formación de streamlines y las
succionará hacia el exterior.

El túnel de viento estará
conformado por una ventila; que arrojara el viento a velocidades
de 40 km/h, contendrá dos varillas de acero pulido; que
permitirá guiar verticalmente al perfil alar así
como controlar el ángulo del perfil y por tanto el de
ataque, además este portará un soporte para
mantener el perfil a una altura mínima( donde siempre
reciba viento), el túnel de viento también
contendrá un transportador de 0 a 90 grados con el cual se
pueda alinear al perfil a un ángulo deseado, asimismo, el
túnel contara con sensores como un anemómetro,
termómetro y un sensor de fuerza. Finalmente el
túnel de viento estará cubierto por una pantalla de
hoja de PET, la cual permitirá mantener una presión
uniforme dentro de la cámara, así como la
visualización de las pruebas.

Metodología:

1. Primero se experimentará con la
cámara de humo, a fin de registrar el ángulo de
ataque crítico y buscar el óptimo para cada perfil.
Se determinará de la siguiente manera: se encenderá
la máquina de humo y se ira girando el perfil montado en
la estructura en contra de las manecillas del reloj –
partiendo de 0- hasta los 20 grados haciendo mediciones para cada
5 grados. Se registrará de manera fotográfica y
posteriormente se analizarán las pruebas de forma visual
en la computadora. Asimismo se registran las pruebas en video.
Para determinar los ángulos críticos se
emplearán los criterios expuestos en el marco
metodológico y el marco teórico; se
designará el ángulo crítico al ángulo
donde se aprecian turbulencias desde el primer cuarto de la
cuerda del perfil (desde le leading edge hasta el trailing
edge).

2. Posteriormente y con base al
túnel de viento, se pondrán a prueba la
generación de sustentación en cada uno de los
perfiles en los ángulos 0 hasta el ángulo critico
mínimo registrado por algún perfil. La prueba tiene
el fin de medir la fuerza total ejercida por cada perfil, para
lograrlo se utilizará una la calculadora TI-84 Plus Silver
Edition y el sensor de fuerza marca Vernier, con los cuales se
obtendrá un registro de fuerza de 200 pruebas registradas
cada .05 segundos durante 10 segundos. Los resultados será
computados con el procesador de datos Excel y con ello se
expondrá el promedio de fuerza en cada uno de los
ángulos y en cada uno de los perfiles, de esta forma se
determinara una serie de gráfica y se comparará
cada resultado entre sí. Posteriormente se
realizará de nuevo la prueba en cada uno de los perfiles,
pero hasta el ángulo determinado como crítico para
cada uno de ellos.

Anexo 3

Título" Diseños originales
de los perfiles, cámara de humo y túnel de
viento"

Descripción: en el siguiente
anexo se incluyen las imágenes y diseños
gráficos originales de los perfiles alares, la
cámara de humo y el túnel de viento, todos ellos
realizados de manera gráfica.

Anexo 4

Título: "Procesos de
construcción de los perfiles alares; imágenes
recuperadas del canal de YouTube "Experimental
Airlines"

Descripción: en las
imágenes se muestran las pasos de construcción de
los perfiles alares como son expuestos en el canal de YouTube del
constructor de modelos a escala "Experimental Airlines". El
proceso se compone de 7 pasos descritos a partir de las
siguientes 8 imágenes.

Imagen 2: Presentación del
vídeo "ARMIN WING CONSTRUCTION Start-to-finish process
with links to detail videos".

Imagen 3: Mediciones sobre el panel de
FoamBoard.

Imagen 4: forrado del perfil con hojas de
vinilo autoadherible.

Imagen 5: Doblar el perfil, con el fin de
establecer lo que será la curvatura.

Imagen 6: Construcción de los
espaciadores.

Imagen 7: Se colocan los espaciadores y
se prensa entre ellos una varilla.

Imagen 8: se forma la cuerda del perfil,
se le agrega silicona caliente y finalmente se prensa.

Imagen 9: se procede a lijar el trailing
edge, buscando darle un ángulo de 30 grados. El perfil
está finalizado.

Anexo 5

Título: " Prueba con
cámara de humo de la universidad de
Cambridge"

Descripción: en la siguiente
imagen se expone una muestra de las pruebas realizadas por la
universidad de Cambridge en su video "Airflow across a wind
tunnel". Con la ayuda de este experimento se logró
recopilar información para la construcción de la
cámara de humo.

Imagen 10: pruebas con cámara de
humo

Anexo 6

Título: Túnel de viento
construido por Ahmed Mohammed como se presenta en su video "Homme
made wind tunnel".

Descripción: en la siguiente
imagen se expone el túnel de viento construido por el
usuario de YouTube Ahmed Mohammed. El video se tomó como
base para la construcción de la cámara de
humo.

Imagen 11: túnel de viento de Ahmed
Mohammed

Anexo 7

Título: instrucciones para la
construcción de una cámara de humo por parte del
NASA GLENN RESEARCH CENTER.

Descripción: En la imagen se
muestra la portada de un instructivo para la construcción
de una cámara de humo. El instructivo sirvió como
base para la construcción de la cámara de
humo.

Imagen 12

Anexo 8

Título: Construcción de
paneles de tipo abeja a bases de popotes a partir del video del
usuario de YouTube Punsiri Dam-o "How to generate Smoke in your
own wind tunnel"

Descripción: En la siguiente
imagen se muestra el panel de abeja descrito anteriormente. Las
recomendaciones aportadas en este video fueron claves para la
construcción de la cámara de humo.

Imagen 13: panel de abejas

Anexo 9

Título: KF airfoil
descripción de generación de fuerza

Descripción: en la siguiente
imagen se expone una de la pruebas realizadas por el usuario de
YouTube "RCexperimental". El video sirvió base para los
registros de fuerza en el túnel de viento.

Imagen 14: registro de fuerza en un KF
Airfoil

Anexo 10

Título: "Registro de
streamlines"

Descripción: en la siguiente
imagen se muestra el experimento realizado por el NASA Langley
research center. Se exponen la generación de streamlines
así como la identificación de Stall. El video
sirvió como base para la cámara de
humo.

Imagen 15: registro de
Streamlines

Anexo 11

Título: fotografías de la
experimentación en la cámara de humo y el
túnel de viento

Descripción: se muestra una serie
de fotografías en donde se exponen la generación de
Stalls en cada uno de las pruebas, en el caso de la cámara
de humo y el registro de fuerza en el caso del túnel de
viento.

Cámara de humo;
partes

Cámara de humo en su primera
prueba. Se observan las streamlines en forma de filamentos
blancos. El perfil alar y el transportador se muestran en el
centro de la imagen; siendo Azul y blanco
respectivamente.

Ventilador; tiene por función
succionar el humo a fin de formar streamlines

Abanico que permite obtener las
streamlines, pues absorbe el humo y produce las
líneas.

Panel de abeja conformado por
popotes

Maquina generadora de
humo.

Tubería para la
distribución del humo

Distribuidor de humo, se observa el panel
conformado por popotes.

Túnel de viento;
partes

Anemómetro y
termómetro

Ventilador con rejilla

Escala para registra altura

Transportador para cambiar el
ángulo de ataque

Acercamiento al transportador

Alturas marcadas

Transportador

Fotografías Pruebas en la
cámara de Humo Perfil Azul:

División de la cuerda

Pruebas cámara de humo perfil azul
en los ángulos 0,5 y 10 grados respectivamente

Perfil Verde:

División de la cuerda

Pruebas cámara de humo perfil
Verde en los ángulos 0,5 y 15 grados
respectivamente

Perfil Rojo:

División de la cuerda

Pruebas cámara de humo perfil
Verde en los ángulos 5,10, 15 y 20 grados
respectivamente

Pruebas Túnel de
Viento

Perfil Azul:

Perfil Verde:

Perfil Rojo:

Anexo 12

Título: "DVD con la
experimentación"

Descripción: en el siguiente DVD se
muestra la construcción de los sistemas experimentales
así como las pruebas realizadas para esta
monografía.

Anexo 13

Título:" Liga de internet donde
se muestra el video previamente señalado en el
DVD"

Descripción: la siguiente liga es un
respaldo para el DVD en caso de dañarse.

Autor:

Jorge Gerardo Aragón
Villarreal

Asignatura: Física

Monografía

UNIVERSIDAD DE MONTERREY

DIVISIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA
SUPERIOR

BACHILLERATO INTERNACIONAL

Monterrey, N.L., México

Convocatoria Mayo 2014

[1] Geometr�del perfil
alar, como lo plantea John Denker en su p᧩na
de internet AV8N

[2] ngulo de incidencia del viento en el
perfil alar.

[3] Se construirá® los
perfiles alares basados en los dise᯳
propuestos por el fabricante de modelos escala
ã…¸perimental Airlines
(USA)ä £omo se muestra mostrado en su
p᧩na de internet. En el
cap�lo dos se profundizara en las
dimensiones de cada perfil.

[4] ngulo de incidencia del viento en el
perfil alar.

[5] Velocidad de viento total que se aproxima
al perfil alar, resulta de la suma de la velocidad del viento
en direcciã® contraria al perfil alar y la
velocidad con la que cuenta este ꬴimo.

[6] Se utilizará® 3 modelos
de alas en la experimentaciã® y se
concluirá ¡ travé³ de los
mismos, usando ademá³ la
teor�para esto.

[7] Debido mayoritariamente a la naturaleza
de la investigaci㮬 donde no se tratan
cuestiones donde el paso del tiempo afecte la
investigaciã®®

[8] Matemá´©cas y
f�ca de niveles superiores a los vistos en
bachillerato o incluso en el grado universitario que
ademá³ pueden ser muy especificadas en esta
temá´©ca.

[9] Donde P; Presi㮬 F;
Fuerza y A; rea.

[10] El torneo es la capacidad de un objeto
de detectar y redirigir, para crear
sustentaci㮬 el viento relativo que se
aproxima.

[11] NASA Glenn Research Center.

[12] Velocidad o fuerza de
sustentaciã®®

[13] ngulo de ataque
geomé´²ico como lo menciona la
p᧩na de internet AV8N.

[14] Cuerda del perfil.

[15] Flujo el cual no hay
separaciã® del perfil alar o turbulencia; el
flujo potencial sirve para el anᬩsis de
fluidos perfectos sin comportamientos de
separaciã® y sin viscosidad.

[16] El fluido puede ser analizado como
turbulento y laminar, el caso de un fluido laminar el fluido
corre libremente sin interrupciones, mientras que en el
turbulento, el flujo se deshace, lo que crea un flujo sin
direcciã® y turbulento.( Global Britanica,
2013).

[17] Revisar Anexo 1 en caso de querer ver a
detalle la comunicaciã® personal.

[18] Contrarresta la fuerza de gravedad que
actê¡ en la parte superior del perfil.

[19] Ver anexo 4 para el proceso de
construcciã® expuesto por Experimental
Airlines. se recomienda ver el anexo 2 para la
construcciã® explicada por pasos.

[20] Ver anexo 7 para el
diseᯠde la c᭡ra de humo
propuesta por la NASA y el anexo 2 para el proceso de
construcciã® detallado.

[21] el usuario Punsiri Dam-o y el usuario de
YouTube RCexperimental en el caso del tꮥl de
viento. Se aprecian en los anexos numero 5; en el caso de la
universidad de Cambridge, el 6 ; en el caso del usuario Ahmed
Mohamed, 8; en el caso de Punsiri Dam y 9 ; con RC
experimental. Se sugiere observar el anexo 2, 12 y 13 para
mayor detalle.

[22] La cual fue creada a partir de los datos
obtenidos en la tabla anterior y la calculadora TI nspire Cx
CAS.

[23] Como lo seᡬo Linda
Conrad en la p᧩na Virtual Skies.

[24] Debido mayoritariamente a la naturaleza
de la investigaci㮬 donde no se tratan
cuestiones donde el paso del tiempo afecte la
investigaciã®®

[25] Ver anexos para
visualizaci㮠grᦩca

[26] Ver anexos para los
dise᯳