Análisis aerodinámico de perfiles alares en forma de diamante en régimen supersónico mediante CFD

Abstract

RESUMEN: En el presente Proyecto Fin de Grado se realiza un análisis aerodinámico de perfiles alares en forma de diamante en régimen supersónico. En primer lugar, se estudia la influencia de los diferentes parámetros geométricos que definen este tipo de perfiles alares en la generación de sustentación, resistencia al avance, momento de cabeceo, y eficiencia aerodinámica. En segundo lugar, se diseñan tres propuestas de perfiles alares en base a las conclusiones obtenidas en el primer estudio. Se procede a realizar un análisis aerodinámico de estos, para posteriormente determinar qué perfil alar es el más adecuado en función de la eficiencia aerodinámica. El perfil alar seleccionado es estudiado en un mayor grado de detalle, y de forma más precisa. En tercer lugar, se diseña y analiza aerodinámicamente un prototipo de ala en delta que implemente el perfil alar seleccionado. La combinación de esta configuración alar, y del perfil alar indicado, tiene como objetivo mejorar la eficiencia aerodinámica de una aeronave en régimen supersónico, y por tanto reducir su consumo de combustible, a la par que disminuir la emisión de gases contaminantes para el medio ambiente. Todo este proyecto se realiza en el contexto de la dinámica de fluidos computacional, que es la base de los diferentes análisis aerodinámicos realizados, ya que permite simular el comportamiento de los perfiles alares objeto de estudio para unas condiciones de vuelo dadas.

ABSTRACT: In this project, an aerodynamic analysis of diamond shape airfoil at supersonic speed is carried out. First, we study the influence of the geometry of this type of airfoils in the generation of lift, drag, pitching moment, and aerodynamic efficiency. Second, we design three proposals for airfoils using the conclusions obtained from the first study, and we do an aerodynamic analysis of them. Later, we select the airfoil with the most aerodynamic efficiency. This airfoil is studied in a greater degree of detail and accuracy. Third, we design and analyze a delta wing prototype that implements the airfoil selected. The objective of combinate the delta wing configuration and the airfoil selected is to improve the aerodynamic efficiency of a jet fighter at supersonic speed. In this way, we also get reduce the fuel consumption and the emissions of polluting gases. Finally, it is important to mention that the computational fluid dynamics (CFD) is the base of all the aerodynamic analysis because it allows to simulate the behavior of the airfoils under flight conditions.