Un ala es un tipo de aleta que produce sustentación mientras se mueve a través del aire o algún otro fluido. En consecuencia, las alas tienen secciones transversales aerodinámicas que están sujetas a fuerzas aerodinámicas y actúan como superficies aerodinámicas. La eficiencia aerodinámica de un ala se expresa como su relación de sustentación / resistencia. La sustentación que genera un ala a una velocidad y ángulo de ataque dados puede ser de uno a dos órdenes de magnitud mayor que la resistencia total del ala. Una alta relación de sustentación a arrastre requiere un empuje significativamente menor para propulsar las alas a través del aire con suficiente sustentación.
Las estructuras de elevación utilizadas en el agua incluyen varias láminas, como hidroalas. La hidrodinámica es la ciencia que gobierna, más que la aerodinámica. Las aplicaciones de láminas submarinas se producen en hidroaviones, veleros y submarinos.
Durante muchos siglos, la palabra "ala", del nórdico antiguo vængr, se refería principalmente a las ramas más importantes de las aves (además del pasillo arquitectónico). Pero en los últimos siglos, el significado de la palabra se ha extendido para incluir apéndices que producen sustentación de insectos, murciélagos, pterosaurios, bumeranes, algunos veleros y aviones, o el perfil aerodinámico invertido en un automóvil de carreras que genera una fuerza descendente para aumentar la tracción.
El diseño y análisis de las alas de los aviones es una de las principales aplicaciones de la ciencia de la aerodinámica, rama de la mecánica de fluidos. En principio, las propiedades del flujo de aire alrededor de cualquier objeto en movimiento se pueden encontrar resolviendo las ecuaciones de dinámica de fluidos de Navier-Stokes. Sin embargo, a excepción de las geometrías simples, estas ecuaciones son notoriamente difíciles de resolver y se utilizan ecuaciones más simples.
Para que un ala produzca sustentación, debe estar orientada en un ángulo de ataque adecuado. Cuando esto ocurre, el ala desvía el flujo de aire hacia abajo cuando pasa por el ala. Dado que el ala ejerce una fuerza sobre el aire para cambiar su dirección, el aire también debe ejercer una fuerza igual y opuesta sobre el ala, lo que resulta en diferentes presiones de aire sobre la superficie del ala.
Un perfil aerodinámico ( inglés americano ) o perfil aerodinámico ( inglés británico ) es la forma de un ala, pala (de una hélice, rotor o turbina ) o vela (como se ve en sección transversal ). Las alas con una sección transversal asimétrica son la norma en el vuelo subsónico. Las alas con una sección transversal simétrica también pueden generar elevación mediante el uso de un ángulo de ataque positivo para desviar el aire hacia abajo. Las superficies aerodinámicas simétricas tienen velocidades de pérdida más altas que las superficies aerodinámicas arqueadas de la misma área del ala, pero se utilizan en aeronaves acrobáticas ya que brindan un rendimiento práctico, ya sea que la aeronave esté en posición vertical o invertida. Otro ejemplo proviene de los veleros, donde la vela es una membrana delgada sin diferencia de longitud de trayectoria entre un lado y el otro.
Para velocidades de vuelo cercanas a la velocidad del sonido ( vuelo transónico ), se utilizan superficies aerodinámicas con formas asimétricas complejas para minimizar el aumento drástico de la resistencia asociada con el flujo de aire cercano a la velocidad del sonido. Tales superficies aerodinámicas, llamadas superficies aerodinámicas supercríticas, son planas en la parte superior y curvas en la parte inferior.
Las alas de las aeronaves pueden presentar algunas de las siguientes características:
Las alas de las aeronaves pueden tener varios dispositivos, como flaps o listones que el piloto usa para modificar la forma y el área de la superficie del ala para cambiar sus características operativas en vuelo.
Las alas pueden tener otras superficies independientes menores.
Además de los aviones de ala fija, las aplicaciones para formas de ala incluyen:
En la naturaleza, las alas han evolucionado en insectos, pterosaurios, dinosaurios ( aves ) y mamíferos ( murciélagos ) como medio de locomoción. Varias especies de pingüinos y otros voladoras o no voladora aves acuáticas como alcas, cormoranes, araos, pardelas, Eider patos y Scoter del salto y petreles son nadadores ávidos, y usar sus alas para impulsarse a través del agua.
Semillas de árboles alados que provocan autorrotación en descenso.
Una gaviota risueña, que exhibe el contorno de " ala de gaviota ".
Murciélago en vuelo
En 1948, Francis Rogallo inventó un ala extensible en forma de cometa sostenida por puntales inflados o rígidos, que marcó el comienzo de nuevas posibilidades para los aviones. Casi con el tiempo, Domina Jalbert inventó unas gruesas alas aerodinámicas flexibles y sin sparred. Desde entonces, estas dos nuevas ramas de alas se han estudiado y aplicado ampliamente en nuevas ramas de aeronaves, alterando especialmente el panorama de la aviación recreativa personal.
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