Túnel de viento

Modelo a escala de un avión comprobado en un túnel aerodinámico.

En ingeniería, un túnel de viento o túnel aerodinámico es una herramienta de investigación desarrollada para ayudar en el estudio de los efectos del movimiento del aire alrededor de objetos sólidos. Con esta herramienta se simulan las condiciones que experimentará el objeto de la investigación en una situación real. En un túnel de viento, el objeto o modelo permanece estacionario mientras se propulsa el paso de aire o gas alrededor de él. Se utiliza para estudiar los fenómenos que se manifiestan cuando el aire baña objetos como aviones, naves espaciales, misiles, automóviles, edificios o puentes.

Historia de los túneles de viento

El ingeniero militar inglés Benjamín Robins (1707-1751) inventó un aparato de brazo giratorio para realizar experimentos de resistencia dentro de la teoría de la aviación.
George Cayley (1773-1857), también usó un brazo giratorio para medir la resistencia y sustentación de varios álabes. Su brazo giratorio era de 5 pies de largo y logró velocidades en la punta de entre 10 y 20 pies por segundo. Armado con los datos de las pruebas del brazo, Cayley construyó un planeador pequeño que se cree que haya sido uno de los primeros vehículos más pesados que el aire que se empleó con éxito para llevar a un hombre en la historia. Sin embargo, el brazo giratorio no produce un flujo de aire que impacte las formas de la prueba a una incidencia normal. Las fuerzas centrífugas y el hecho de que el objeto está moviéndose a través de su propia estela significan que una examinación detallada del flujo de aire es difícil. Francis Herbert Wenham (1824-1908), un Miembro del Consejo de la Sociedad Aeronáutica de Gran Bretaña, arregló estos problemas, diseñando y operando el primer túnel aerodinámico en 1871.
Un túnel de viento conocido como «tubo aerodinámico» fue diseñado y construido por Tsiolkovski en 1897.

Una vez que este descubrimiento vio la luz, datos técnicos detallados se extrajeron rápidamente. Se acredita a Wenham y a su colega Browning de muchos descubrimientos fundamentales, incluyendo la revelación de los efectos beneficiosos de una proporción del aspecto alta. Carl Rickard Nyberg usó un túnel aerodinámico al diseñar su Flugan en 1897.

En experimentos, el inglés Osborne Reynolds (1842-1912) de la Universidad de Mánchester demostraba que el patrón del flujo de aire sobre un modelo a escala sería el mismo para el vehículo real si cierto parámetro del flujo fuera el mismo en ambos casos. Este factor, ahora conocido como el Número de Reynolds, es un parámetro básico en la descripción de todas las situaciones fluido-flujo, incluyendo las formas de los patrones del flujo, la facilidad de transmisión del calor y la presencia de la turbulencia. Esto comprende la justificación científica central para el uso de modelos en los túneles aerodinámicos al simular los fenómenos de la vida real.

Los hermanos Wright usaron un túnel aerodinámico simple en 1901 para estudiar los efectos de la corriente de aire al pasar por varias formas mientras desarrollaban a su Wright Flyer. Era en parte, algo revolucionario.

El uso subsiguiente de túneles aerodinámicos fue proliferando como la ciencia aerodinámica y las disciplinas de ingeniería aeronáutica y se desarrollaron los viajes y el poder aéreo.

Los túneles aerodinámicos estaban a menudo limitados por el volumen y la velocidad de la corriente de aire que podría entregarse.

El túnel aerodinámico usado por los científicos alemanes en Peenemünde durante La Segunda Guerra Mundial es un ejemplo interesante de las dificultades asociadas con extender el rango útil de un túnel aerodinámico, donde se emplearon cuevas naturales que se aumentaron en tamaño mediante la excavación y entonces fueron selladas para guardar grandes volúmenes de aire que podría ser redireccionado a través de los túneles. Esta innovación permitió la investigación de los regímenes de alta velocidad y aceleraron la proporción y los esfuerzos de la ingeniería aeronáutica de Alemania. El primer túnel de viento supersónico fue construido en Alemania[ cita requerida], con una potencia de 100.000 caballos de vapor. Después de la Segunda Guerra Mundial, fue desmantelado y trasladado a Estados Unidos.

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