Una vela no es el ala de un avión.

[jonam52]

Originalmente publicado por Costapinto

Le puedes poner ruedas y hacerlo correr en la playa igualmente. Y las ruedas seguro que no tienen forma de ala.

yo lo que quiero decir es que patines, cuchillas o ruedas, al final lo que hacen es evitar el desplazamiento lateral obligandole a desplazarse hacia adelante... digo yo.

[Newton]

Aviso: Me voy a enrollar.

Cuando tenemos un obstáculo cualquiera en un fluido en movimiento, éste se aparta de él.

Un fluido en movimiento tiene en general tres energías:

Energía de presión
Energía por velocidad
Enegía potencial por gravedad

Cuando se trata del aire y del agua en los efectos que se estudian en aerodinámica o hidrodinámica para barcos o veleros, la energía potencial por gravedad puede considerarse constante todo el tiempo.

Las líneas o venas de fluido, al encontrarse con un obstáculo cualquiera, alteran su velocidad y por tanto se generan distintas presiones a su alrededor que en general intentarán arrastrar el objeto aguas abajo.

Los perfiles aerodinámicos tienen una forma especial que desvían las líneas de fluido de determinada manera. Muchas veces tienen una parte digamos curvada y otra más plana (imaginemos el ala de un pájaro o la vela de un barco), de manera que el aire aumenta su velocidad por la parte cruvada y se frena por la parte más recta. Por las ecuaciones de conservación de la energía (Euler, Bernuilli y otros) si la energía por velocidad aumenta la energía por presión tiene que disminuir -en la misma línea de fluido-, y al revés, si el fluido se frena en la parte recta la energía por velocidad disminuye y la presión tiene que aumentar. Esta diferencia de presiones generada por una diferencia de velocidades provocada es la causa del empuje de sustentación.

Cualquier objeto que se ponga en medio de un fluido en movimiento causará desviación de las líneas de fluido a su alrededor y modificación del campo de presiones, pero los perfiles aerodinámicos lo hacen de una manera deliberadamente especial.

Para su estudio, la resultante de las fuerzas que el fluido genera sobre el perfil se descompone en dos: una perpendicular al perfil que se suele llamar empuje (o Lift) y otra paralela que se suele llamar resistencia (o Drag). El tercer parámetro importante en el estudio es el ángulo de ataque, que es el que forma el perfil con las líneas de fluido sin perturbar. Y por supuesto, las fuerzas, o la relación entre esas fuerzas, se estudia para cada perfil, que pueden ser más afilados, o más redondeados, o simétricos como un timón, o asimétricos como el ala de un pájaro.

Si buscamos la mejor proporción entre empuje y resistencia con el menor ángulo posible (queremos remontar el viento), la aerodinámica nos dice que un perfil delgado será más eficaz, y la experiencia que cacemos el pajarín para aplanar la mayor.

Si buscamos el máximo empuje ascensional y el ángulo no es crítico, un perfil algo más lleno es más eficaz; podemos soltar pajarín para tener más bolsa e ir más rápido al descuartelar o de través.

Si el ángulo de ataque supera, más o menos, los 30º o 40º, los perfiles en general dejan de trabajar como perfiles aerodinámicos y pasan a ser simples obstáculos pues el flujo se desprende (como se ve al final del vídeo). Es lo que ocurre cuando el viento aparente nos llega más a popa del través; o izamos espí, o nos paramos.

Hasta ahí, el ángulo de la vela con el viento.

Quedan dos aspectos muy importantes que tratar:

El ángulo de la vela con crujía
Efecto de la orza y timón.

Eso ya otro rato.

[jonam52]

evidentemente Cofrade Newton y nunca mejor traido ese nombre,

yo lo que estoy intentando señalar es que no se puede entender la vela como un ala sin tener encuenta que los aviones y los pajaros tienen 2 y que si bien podemos estudiarlas y calcularlas una por una, el funcionamiento del mecanismo no se entiende sin la dos.

por una parte una vela crea en su cara interior un aumento de presion. Esto se puede explicar diciendo que un obstaculo en el flujo del aire produce una disminución de velocidad y un aumento de presión.... por otra parte, lo que se ve en la cara exterior es una menor presión... lo que yo estoy diciendo es que esa menor presión no está causada por la vela sino por el hecho de que ahi el aire no tiene que superar un obstaculo sino que discurre libremente, por tanto no hay una depresión causada por la vela sino una diferencia de presión natural.

De hecho si nos fijamos bien en los videos de los tuneles de viento, en el exterior de la vela tambien hay un pequeño aumento de presión que se ve en el hecho de que el flujo de aire inmediatamente posterior a la vela llega un poco más tarde al final de la vela que el aire que está más arriba y que no se ve obstaculizado por la misma.... disminución de velocidad= aumento de presión... A pesar de esto, la diferencia de presión es considerable por el hecho del aumento de presión que crea la vela en el interior de la misma y por lo tanto hay un efecto de transmisión de energia.

El efecto del angulo de la vela con la crujia y el efecto de la orza y el timon es lo que en mi opinion se descuida cuando se quiere explicar todo como un efecto puro y simple de la vela, olvidando que tambien los aviones y los pajaros tienen 2 alas... no podemos entender el mecanismo si nos quedamos solo con una de ellas y además de complicar la explicacion de forma absurda caemos en errores bastante graves en mi opinión.

[jonam52]

Me había ido ya al hilo del sexo pero como algunos cofrades me han preguntado voy a explicar lo básico de bernoulli a ver si asi nos entendemos mejor.

El teorema de Bernoulli lo que dice es que en un fluido la suma de la presión y la velocidad es igual a una constante.
Es decir que si decimos que presión + velocidad es igual a 10, si la presión es 2 la velocidad es 8 (2+8=10), si la presión sube a 3, la velocidad es 7 (3+7=10), si la presión es 4 la velocidad es 6 etc... si sube la presión baja la velocidad y si sube la velocidad baja la presión... para una velocidad de 4 la presión sería 6 y para una velocidad de 5 la presión seria 5, para una velocidad de 6 la presión seria 4, etc... aumenta la velocidad y disminuye la presión.

Creo que pensandolo un poco hasta ahi se entiende sin mucha dificultad... Bueo, pues si aplicamos esto a una vela, podemos hablar de que en la parte interna hay un aumento de presión y a la vez una disminución de velocidad... las dos cosas son igual de correctas, en realidad estamos diciendo lo mismo, aumenta la presión y disminuye la velocidad, o disminuye la velocidad y aumenta la presión...

Por lo tanto, si queremos explicar el funcionamiento de una vela, podemos fijarnos en las presiones o podemos fijarnos en las velocidades... es igual de correcto siempre que se aplique bien, no hay ninguna contradicción con los principios de la fisica.

Podemos decir que la vela crea una diferencia de presion entre el interior y el exterior, pero podemos tambien considerarla como un obstaculo al flujo del viento que disminuye su velocidad. Menor velocidad en la parte donde el aire es obstaculizado y mayor velocidad en la otra parte que no es obstaculizada. Bernoulli nos permite hablar de presiones o hablar de velocidades... a mi me parecemás sencillo y más facil de entender para el comun de los mortales la explicación a traves de hablar de obstaculo-velocidad que lo otro, por lo menos cuando se quiere hacer entender esto a gente que va a navegar y no a diseñar una vela, pero vamos, entiendo que esto es opinable. Lo que no es aceptable es que se descarte esta via sin más con el argumento de que es una aberración propia de ignorantes de la fisica más basica, etc.


Bueno, pues queda dicho.

PD. para los que sabeis más de fisica que quede claro que esto es una simplificación y que soy consciente de que se quedan fuera muchos detalles del Teorema de Bernoulli. Se trata de explicar lo más basico para que se entienda lo fundamental y luego ya el que quiera profundizar pues que se lo estudie en detalle.

[Newton]

Hola,

El mismo principio que se intuye fácilmente de que al perder velocidad el fluido se genera una sobrepresión (principio de conservación de energía) es el que genera una depresión cuando el fluido aumenta su velocidad.

En los comienzos de la aviación, los hermanos Wright y otros copiaron la forma de las alas de las aves para hacer los primeros aviones capaces de planear. Cubrían las alas con tela, y se sorprendían al ver que la tela se desprendía de la parte superior de las alas. Ésto estaba causado por la depresión en la parte curvada del perfil.

La gracia de los perfiles aerodinámicos es que a su alrededor desvían el fluido de manera que la fuerza resultante en lugar de ser hacia atrás es como de lado. Si tenemos un perfil con un coeficiente Lift/Drag de 6, entonces la fuerza transversal al perfil, Lift es 6 veces mayor que la fuerza de resistencia, Drag, o lo que es lo mismo, la resultante tiene un ángulo de 80º con el perfil.

Hay que tener en cuenta que para que el efecto de sustentación aparezca, el perfil debe presentar cierto ángulo respecto a la velocidad del fluido sin perturbar.

[jonam52]

Cofrade Newton
Me he vuelto a ver el video de los pulsos de humo varias veces sobre todo en la parte que se pone a camara lenta y se va deteniendo la imagen...

Si quieres verlo otra vez y te fijas en el flujo de las dos primeras "lineas" por la parte exterior del ala, creo que verás como yo que el flujo reduce su velocidad con respecto a la zona superior incluso ya antes de llegar al ala... y cuando llega al final del ala lo hace un poco por detrás del flujo no afectado por el ala...

Si aplicamos esto a una vela yo lo que quisiera es que alguien me explique donde está esa depresión originada por la vela porque lo que se vé ahi es una pequeña disminución de velocidad que indica un aumento de presión, no una bajada de presion producida por el ala... hablamos de depresión porque lo comparamos con el aumento de presión importante que se produce en el interior de la vela, pero sigo sin ver que el ala cree directamente ninguna depresión y por lo tanto ningun efecto de succión ni nada parecido.

En cuanto al termino "sustentación" yo creo que en vela deberíamos llamar sustentación a la sustentación hidrodinámica que produce el casco y los apendices y que al final como ha dicho un cofrade es el otro ala del avion o del pajaro (que creo que hasta ahora no consiguen volar con una sola ala) y asi evitar las complicaciones e ideas equivocadas que tiene mucha gente.



https://www.youtube.com/watch?v=IDw8WEsQr64

[caribdis]

Originalmente publicado por jonam52

Cofrade Newton
Me he vuelto a ver el video de los pulsos de humo varias veces sobre todo en la parte que se pone a camara lenta y se va deteniendo la imagen...

Si quieres verlo otra vez y te fijas en el flujo de las dos primeras "lineas" por la parte exterior del ala, creo que verás como yo que el flujo reduce su velocidad con respecto a la zona superior incluso ya antes de llegar al ala... y cuando llega al final del ala lo hace un poco por detrás del flujo no afectado por el ala...

Si aplicamos esto a una vela yo lo que quisiera es que alguien me explique donde está esa depresión originada por la vela porque lo que se vé ahi es una pequeña disminución de velocidad que indica un aumento de presión, no una bajada de presion producida por el ala... hablamos de depresión porque lo comparamos con el aumento de presión importante que se produce en el interior de la vela, pero sigo sin ver que el ala cree directamente ninguna depresión y por lo tanto ningun efecto de succión ni nada parecido.

En cuanto al termino "sustentación" yo creo que en vela deberíamos llamar sustentación a la sustentación hidrodinámica que produce el casco y los apendices y que al final como ha dicho un cofrade es el otro ala del avion o del pajaro (que creo que hasta ahora no consiguen volar con una sola ala) y asi evitar las complicaciones e ideas equivocadas que tiene mucha gente.



https://www.youtube.com/watch?v=IDw8WEsQr64

Los parapentes y las alas deltas vuelan con una sola ala.