Coeficiente de elevación
El coeficiente de elevación también se puede utilizar como una característica de una forma particular (o sección transversal) de un perfil aerodinámico. En esta aplicación se denomina coeficiente de elevación de sección c l {\displaystyle c_ {\text{l}}}
. Es común mostrar, para una sección de perfil aerodinámico en particular, la relación entre el coeficiente de elevación de la sección y el ángulo de ataque. También es útil mostrar la relación entre el coeficiente de elevación de sección y el coeficiente de arrastre.
El coeficiente de elevación de sección se basa en el flujo bidimensional sobre un ala de luz infinita y sección transversal no variable, por lo que la elevación es independiente de los efectos de luz y se define en términos de l {\displaystyle l}
, la fuerza de elevación por unidad de envergadura del ala. La definición se convierte en c l = l q L, {\displaystyle c_ {\text {l}}={\frac {l}{q\, L}},}
donde L es la longitud de referencia que siempre se debe especificar: en aerodinámica y teoría del perfil aerodinámico generalmente el acorde del perfil aerodinámico c {\displaystyle c\,}
, mientras que en dinámica marina y para puntales generalmente se elige el grosor t {\displaystyle t\,}
. Tenga en cuenta que esto es directamente análogo al coeficiente de arrastre, ya que el acorde se puede interpretar como el «área por unidad de intervalo».
Para un ángulo de ataque dado, el cl se puede calcular aproximadamente utilizando la teoría del perfil aerodinámico delgado, calculado numéricamente o determinado a partir de pruebas de túnel de viento en una probeta de longitud finita, con placas terminales diseñadas para mejorar los efectos tridimensionales. Las gráficas de cl versus ángulo de ataque muestran la misma forma general para todos los perfiles aéreos, pero los números particulares variarán. Muestran un aumento casi lineal en el coeficiente de elevación con un ángulo de ataque creciente con un gradiente conocido como pendiente de elevación. Para un perfil aerodinámico delgado de cualquier forma, la pendiente de elevación es π2/90 0 0.11 por grado. En ángulos más altos se alcanza un punto máximo, después de lo cual el coeficiente de elevación se reduce. El ángulo en el que se produce el coeficiente de elevación máximo es el ángulo de pérdida del perfil aerodinámico, que es de aproximadamente 10 a 15 grados en un perfil aerodinámico típico.
El ángulo de pérdida para un perfil dado también aumenta con el aumento de los valores del número de Reynolds, a velocidades más altas, de hecho, el flujo tiende a permanecer unido al perfil para retrasar más la condición de pérdida. Por esta razón, a veces las pruebas de túnel de viento realizadas con números de Reynolds más bajos que la condición de vida real simulada a veces pueden dar una retroalimentación conservadora que sobrestima el puesto de los perfiles.
Los perfiles aerodinámicos simétricos tienen necesariamente gráficas de cl versus ángulo de ataque simétrico sobre el eje cl, pero para cualquier perfil aerodinámico con camber positivo, es decir, asimétrico, convexo desde arriba, todavía hay un coeficiente de elevación pequeño pero positivo con ángulos de ataque menores a cero. Es decir, el ángulo en el que cl = 0 es negativo. En tales perfiles aéreos con ángulo de ataque cero, las presiones en la superficie superior son más bajas que en la superficie inferior.