Me ha recordado esta fotografía una entrada de Maikelnai sobre ciertas semillas voladoras. No tengo ni idea sobre aerodinámica, pero preguntándole a San Google he encontrado este link, algunas citas y, sobre todo, montones de imágenes que dan bastante idea sobre la forma de este búho.
Supongamos que necesitamos diseñar una superficie que posea una baja resistencia; la forma ideal sería aquella cuyo perfil sea más romo o grueso en la parte de proa y más puntiaguda en la zona de popa.
La llamada forma de gota, es la forma aerodinámica ideal para velocidades subsónicas.
Actualización por Iñaki (05/08/2013)
Como bien apunta @carloscasanueva (¡gracias por el aporte!), esta forma de gota en inglés se denomina streamlined body, que no tiene una traducción directa, pero podríamos entenderlo como cuerpo esculpido por líneas de corriente. Además, en la Wikipedia en inglés encontramos una reveladora imagen que muestra distintas formas y sus correspondientes coeficientes de arrastre (a menor coeficiente, más aerodinámica). Como se aprecia, la forma de gota de agua posee el coeficiente más bajo, lo que la hace muy buena para velocidades subsónicas.
Y para velocidades supersónicas cual es?
¿Una gota? Hmmm… tendría que repasar «el libro», pero no me suena eso :oops: Almudena, ¿podrías preguntar a tu jefa si lo de la gota realmente es así? Porque no me suena que esa sea la forma más aerodinámica.
Por otra parte, ¿ese dibujo lo has hecho tú? Si no es así, bórralo porque tiene dos errores ortográficos (intradós y extradós) y uno conceptual (el espesor es perpendicular a la cuerda, que es la línea que va del borde de ataque al de salida). Y, si es tuyo, espero que puedas corregirlo con esto :)
#1: Básicamente, romboidal (si no me falla la memoria). Y, ante todo, que tenga el menor espesor posible.
Lo de la forma de gota lo he visto en varios lugares. La cita, en concreto, la he sacado de física.net. Pero vaya, casi todas las imágenes que he visto describen, precisamente, esa forma (la forma de las alas de un avión, para más señas). En cualquier caso le preguntaré a la experta, a ver qué dice.
En cuanto a la ilustración, no la he hecho yo y tampoco le había prestado mucha atención (la elegí porque se parecía sorprendentemente al búho). Pero con un poco de tiempo la corregiré o le buscaré una sustituta.
Sea como sea, la foto es preciosa.
Hay un problema, que mas suena a acertijo, sobre la aerodinamica y la razon de los huequitos de las pelotas de golf que es muy interesante, solo que hay que meterse en temas de capa limite, adherencia de capa limite, bla, bla, bla y demas cosas de señores listos, entre los que EVIDENTEMENTE no me encuentro.
Las alas de concorde son el mejor ejemplo para las velocidades supersonicas… de aqui tambien se sacan cosas interesantes, como el bloqueo sonico, o el perfil de sustentacion que el concorde no tiene y por eso es (era) tan divertido y espeluznante volar en un ladrillo supersonico… vuelven a ser cosas de listos, para ellos queda.
@EC-JPR:
Bueno, la experta ha sido consultada. La movida es que, nadie sabe muy bien por qué, no puede acceder a Enchufa2 desde su trabajo. Al parecer tienen una conexión de seguridad con 8000 candados, y algunas páginas están directamente vedades (aunque no sé qué le verán de nocivo a este blog). En cualquier caso, me escribirá un email contestando: lo de las velocidades supersónicas y lo de la forma de gota. A ver qué dice.
He preguntado a los expertos (en plural porque mi madre ha enseñado el artículo por su trabajo), pero no me han sabido responder… no se ponen de acuerdo en cuál es la forma aerodinámica ideal para velocidades subsónicas. De hecho, me han enviado como respuesta el mismo artículo de fisica.net del que yo saqué la cita… en fin, a cualquiera le regalan un título ;).
Aunque dirán que como ellos trabajan fabricando cohetes y no aviones, tienen excusa.
En cuanto a las velocidades supersónicas, la forma de gota, definitivamente, no es la óptima. Me dicen que le eche un ojo a los aviones de combate: como dice EC-JPR, morro en punta (romboidal) y totalmente planos.
A mí me parece que es una lechuza ;) Independientemente de eso,la foto es PRECIOSA. Y vuestro blog GENIAL.
Igual es una obviedad pero la forma de volar de búhos y lechuzas les sirve para cazar ratones de la forma más silenciosa posible.
Os recomiendo esta otra imagen de un búho a cámara superlenta.
Lo primero es lo primero. Muchas gracias por vuestro blog. Tengo -entre otros defectos- una pobre cultura músical (y lo que es peor, un oído no educado) y vuestras anotaciones sobre el tema ayudan a paliarlo. Y muchas de vuestras otras entradas también me son de gran interés.
En cuanto a la foto: creo que se trata de un Cárabo lapón Strix nebulosa tanto por el pico peludo, la coloración del plumaje y sobre todo por los discos faciales tan marcados,de borde negro, y con círculos concéntricos. Es fácil equivocarse ya que no tengo ninguna referencia al tamaño, tipo de vuelo o hábitat y además soy prono a equivocarme. El bicho es más bien un búho (familia Strigidae) que una lechuza (fam.Tytonidae). Para volar silenciosamente sus remiges (plumas alares) tienen los bordes externos desflecados, de tal manera que impiden líneas de flujo constante que produzcan silbidos.
Los Strigiformes (Strigidae+Tytonidae) tienen esta forma no porque sea la más apta para volar -de manera general el resto de las aves no la tienen-, si no porque dan preferencia a tener una visión tridimensional (y así tener más oportunidades en la caza) situando los dos ojos en el mismo plano y sentido, el frontal. El resto de las aves dan prioridad a cubir una mayor campo de visión y por tanto tienen los ojos a cada lado (hay una regla general: ojos frontales, carnívoro; ojos laterales, herbívoro).
Creo que es un error intentar asimilar el perfil de una ala a una gota. Un ala tiene una misión principal, que es dar sustentación a la aeronave, aún a costa de no tener la forma aerodinámicamente más perfecta. Hay un apunte perfecto sobre el pérfil de las alas en Álas (II). De hecho en el esquema del post, el borde de ataque es demasiado un muro como para ser efectivo -su función: separar el aire en un flujo superior e inferior laminares-.
Eso sí, una vez asegurada la sustentación se le tiende a dar una forma lo más parecido a una gota o lágrima porque yo también creo que es la forma aerodinámicamente más eficaz. El razonamiento es el siguiente: 1) la gota está en caída libre, es decir con un empuje constante -una vez alcanzada la velocidad libre- hacia abajo producido por la gravedad. No necesita ni motores ni alas con lo cual no se tiene que modificar su forma 2) se mueve a traves de otro fluido, el aire, con el cual roza -en el vacio caería como una bola- 3) aunque el agua no es un fluido newtoniano -por culpa de los puentes de hidrógeno-, sí se acerca lo suficiente a un fluido ideal como para que sus moleculas se reorden con rápidez y se llegue pronto al equilibrio mecánico entre fuerza gravitatoria, fuerza de rozamiento y fuerzas moleculares. En este punto la gota es atraida por la gravedad a la mayor velocidad posible sin perder su integridad, es decir con la mayor eficiencia aerodinámica conservando la forma.
En el enlace anterior tambien se indica lo mismo que dice EC-JPR: para flujos supersónicos la forma más efectiva de un ala es trapezoidal y muy fina. Sin embargo tengo la intuición que la forma más efectiva de un cuerpo en flujo supersónico es una cuña – algo de eso se intuye en el penúltimo dibujo a Ma>5-.
@Wahrsagen: Tu razonamiento tiene un problema… y es que las gotas no tienen forma de gota. (Del mismo modo que el corazón no tiene forma de corazón).
¡Bienvenido, por cierto!
@Almudena:
Estoy de acuerdo con Almudena, mirad este precioso vídeo de una gota cayendo a 2000 fotogramas por segundo, las gotas parecen perfectamente esféricas.
http://www.microsiervos.com/archivo/mundoreal/gotas-de-agua-2000-fotogramas.html
@José Luis: Precioso.
Siempre se dice que la gota de agua es el perfil aerodinámico por excelencia. Sin embargo hay que hacer una puntualización. No tiene la misma forma una gota cuando cae a 10 m/s que cuando cae a 30 m/s. (Aunque se parezcan). La gota adquiere la forma con «menor resistencia aerodinámica en cada caso». Otra cosa es un perfil alar, que busca no la menor resistencia aerodinámica, sino la mejor relación entre resistencia aerodinámica y generación de sustentación. Esta forma de perfil alar tampoco es única sino que varía en función de la «velocidad de diseño del ala». No es igual un perfil diseñado para una avioneta cuya velocidad de crucero es de 250 km/h a la de un avión comercial con velocidades de vuelo de 900 km/h.
El perfil subsónico lo define el ángulo de ataque, la curvatura de la cuerda y el espesor. (Ojo, la cuerda sólo es una recta si no tiene curvatura).
Para perfiles supersónicos lo ideal es que no haya espesor, ya que ahí la diferencia de presiones entre intradós y extrados se da por la onda de choque generada en el borde de ataque (en función del ángulo de ataque). El problema es que por razones estructurales y de que para llegar a Mach 1 también tenemos que pasar por valores subsónicos, todo perfil supersónico tiene curvatura y espesor. pero siempre borde de ataque afilado, no redondeado como en subsónico. Eso sí, el diseño siempre estará optimizado para vuelo supersónico, su velocidad de crucero de diseño.
En cuanto a los hoyuelos de las bolas de golf éstos se deben porque un objeto moviendose por un fluido como el aire sufre perdidas de energía por dos razones, por rozamiento del aire y por el desprendimiento de la capa límite (torbellinos de baja presión aguas abajo). El efecto de presión siempre es mayor que el del rozamiento. En las bolas de golf se ponen los hoyuelos para que la capa límite se desprenda después. Esto da mayor pérdida de energía por rozamiento pero mucha menos de presión y por lo tanto la bola vuela más lejos que si fuese lisa.
En el caso de la lechuza de la foto, esta adquiere la forma con menor resistencia aerodinámica posible para su «velocidad de crucero», muy similar pues a la de una gota de agua.
Espero haberos aclarado algo, así de forma más o menos facilona, sin entrar en detalles.
(Ingeniero Aeronáutico).
Saludos. Excelente blog.
La forma más aerodinámica es la llamada forma de gota de agua, que todos tenemos en mente.
Lo que no significa que una gota de agua sea la forma más aerodinàmica. Ésta tiene un coeficiente de 0’5 entre 0 (el valor que menos resistencia opone al aire i 1 el que más resistencia opone).
Así pues cualquier coche del mercado un poco aerodinámica tiene un coeficiente más bajo.
Efectivamente, la «forma de gota» que no gota, es la forma más aerodinámica.
El video de la gota callendo no vale porque no tiene tiemp de ordenar sus moléculas, no se si el perfil mas aerodinamico sera el de la gota o no, aunque yo pienso que si. Pero el video no es motivo para descartarla.