Eficiencia Aerodinamica en el Kitesurf
Sumario
Los kites proporcionan elevación aerodinámica
La elevación es una fuerza generada por cualquier perfil aerodinámico, kite, ala, vela, etc., y esa fuerza es, por definición, exactamente perpendicular (90 grados, o a un ángulo recto) al flujo libre del aire más allá del perfil aerodinámico. “Flujo libre” es una distinción importante, porque la dirección del aire cerca del kite es alterada por el kite.
Si usted se mantiene parado mientras vuela su kite por encima, la elevación es una fuerza vertical. Si usted está volando el kite apenas sobre la superficie, en el borde de la ventana, la elevación es sobre todo horizontal. Pero cuando el kite vuela en cualquier otra posición la elevación está a un cierto ángulo de la horizontal, con componentes horizontales y verticales.
Los kites, como todos los perfiles aerodinámicos, también generan fricción, que es una fuerza parásita paralela al flujo libre más allá del kite. La combinación de la elevación y de la fricción crea la fuerza total combinada que actúa en su kite, que es aproximadamente equivalente a la tensión, o tirón, que usted siente en las líneas. No es exactamente equivalente sin embargo, porque la gravedad está implicada también. La relación entre la elevación y la fricción se representa como el cociente de L/D (Relacion Lift-Drag o Elevacion-Friccion).
Factores que afectan la Elevación y/o la Fricción
Superficie más grande
En igualdad de circunstancias, un kite más grande crea más elevación y más fricción, pero en proporciones bastante iguales. Tanto que a pesar que un kite más grande crea fuerzas más grandes, su cociente de L/D no cambia mucho.
Cuan plano es un kite a través de la envergadura
Un kite con menos curva, y por lo tanto con mayor área proyectada, crea más elevación. Entre los kites LEI (borde principal inflable), éste es una de las ventajas principales de un Bow con respecto a un C. Para un área superficial dada, el Bow tiene más área proyectada, y por lo tanto más elevación, pero no más fricción que un C.
Aspect Ratio
Generalmente es el cociente de la envergadura eficaz de un kite, de extremo a extremo, a la cuerda media, o distancia del borde principal al borde de fuga o posterior. Un Aspect Ratio mayor da lugar típicamente a más elevación, pero menor fricción. Observe que en el punto 2 cuanto más plano es un kite también tendrá Aspect ratio más alto. Vea: http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/geom.html
Comba
Ésta es la curva del kite, o “plenitud”, del borde principal al borde de fuga/posterior. Cuanto más comba tenga un kite, más aire “se dobla” mientras fluye sobre la superficie del kite. Generalmente, a mayor comba más elevación crea, pero hay un límite. Un kite con demasiada comba no puede mantener una circulación de aire “laminar” suave sobre su superficie, y el aire se “separa” de la superficie causando turbulencia, lo que disminuye la elevación y aumenta el fricción, lo que es realmente malo.
Sección de perfil aerodinámico
Además de la comba del kite, la forma exacta de la sección en cualquier punto a lo largo del kite es importante. Un kite “perfecto” tendría superficies rígidas en la parte superior e inferior para una forma óptima específica, incluyendo el punto de máximo espesor, o draft, cerca de 30-40% detrás del borde principal. Pero los kites LEI que usamos la mayoría tiene una capa sola, flexible, con menos estabilidad que la de forma perfecta, y un tubo a través del borde principal que introduce grandes porciones de turbulencia a la circulación de aire debajo del kite (que no es tan malo como la turbulencia sobre el kite). Todos estos compromisos específicos de los LEI reducen la elevación y aumentan la fricción.
Superficie
Ciertas superficies de perfil aerodinámico (típicamente muy lisas) son mejores para mantener la circulación de aire laminar y para maximizar la elevación y para reducir al mínimo la fricción.
Bridas y líneas
No afectan la elevación sino que aumentan la fricción. Las bridas o la quinta-línea tienen una desventaja leve sobre los kite de cuatro-línea en este respeto.
AOA o Angulo de Ataque
El Angulo de Ataque de un kite aumenta al bajar la barra. Un AOA más alto crea más elevación, hasta el punto que el kite comienza a experimentar turbulencia sobre la superficie superior. Esta condición es una parada aerodinámica parcial o completa (Stall), lo que disminuye la elevación pero aumenta la fricción.
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