Una de las historias clásicas en los anales de la ingeniería aeroespacial es el desarrollo (y posterior rediseño) del F-18 y sus extensiones de borde de ataque (LEX) debido a problemas de fatiga, problemas que en última instancia se remontan al mal entendido proceso de explosión de vórtices . Este fenómeno se caracteriza por el rápido aumento del diámetro del vórtice, la mezcla y la energía cinética turbulenta.
A medida que un vórtice se desplaza río abajo, se agranda y se debilita. Si la velocidad de rotación del vórtice desciende lo suficiente, el aumento de la presión en su interior hace que pierda su estructura de tornado y se rompa. Se observó que este comportamiento de ruptura se producía justo delante de las colas verticales del F-18. El flujo de aire resultante impactó directamente en las colas causando graves sacudidas y daños estructurales. (Aerospaceweb)
Para un caza tan maniobrable como el F-18, era imperativo que el vórtice LEX permaneciera intacto y persistiera el tiempo suficiente en el campo de flujo para despejar los estabilizadores verticales, por lo que el estallido del vórtice era sin duda un problema. Para un avión comercial como un 777, por otro lado, tenemos exactamente el problema opuesto. El par de vórtices que arrastra un avión en vuelo representa un peligro muy real y peligroso para cualquier aeronave que lo siga. Por consiguiente, cuanto más rápidamente se disipen estos vórtices, mejor. El estallido de vórtices rompe el vórtice y (presumiblemente) reduce su presencia aguas abajo.
Mi pregunta es: ¿cuáles son las variables físicas que favorecen o impiden el estallido de los vórtices y, si pueden controlarse, puede utilizarse este fenómeno para reducir las turbulencias en la estela? ¿Experimentan estallidos todos los vórtices? En caso negativo, ¿por qué?
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Bueno, no puedo dar una respuesta satisfactoria a su pregunta, espero que alguien más pueda. La idea desde luego parece exótica, así que +1. :)
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Este documento aquí puede ser de interés. Aunque no menciona específicamente el estallido de vórtices, sí habla de la reducción de la resistencia al inhibir el crecimiento de vórtices en el sentido de la corriente.
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¿Hay alguien en esto?
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No lo sé, pero me inclino a pensar que esto tiene algo que ver con el estiramiento del vórtice a medida que la fuente (por ejemplo, un avión) se aleja del vórtice. Sabemos que el estiramiento de un vórtice aumenta su fuerza (es decir, la vorticidad), lo que puede dar lugar a este fenómeno de estallido. Sin embargo, no sé si todos los vórtices estallan. Imagino que no, porque la viscosidad tiende a limitar este fenómeno al inhibir la duración y la fuerza de un vórtice.