Aleta (aviación)

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Las aletas suelen funcionar como láminas que proporcionan sustentación o empuje, o proporcionan la capacidad de dirigir o estabilizar el movimiento en el agua o el aire
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Una aleta es un componente o apéndice delgado unido a un cuerpo o estructura mayor. Las aletas suelen funcionar como láminas que producen sustentación o empuje, o proporcionan la capacidad de dirigir o estabilizar el movimiento mientras se viaja en agua, aire u otros fluidos. Las aletas también se utilizan para aumentar las áreas de superficie con fines de transferencia de calor, o simplemente como ornamentación.[1]​[2]​

Las aletas evolucionaron por primera vez en peces como medio de locomoción. Las aletas de los peces se utilizan para generar empuje y controlar el movimiento posterior. Los peces, y otros animales acuáticos como los cetáceos, se impulsan y dirigen activamente con pectoral y cola. Mientras nadan, utilizan otras aletas, como dorsal y aleta anals, para lograr estabilidad y perfeccionar sus maniobras.[3]​[4]​

Las aletas de la cola de cetáceos, ictiosaurios, metriorrincoideos, mosasaurios y plesiosaurios se denominan aletas.

Generador de empuje[editar]

Las aletas en forma de lámina generan empuje cuando se mueven, la elevación de la aleta pone en movimiento el agua o el aire y empuja la aleta en la dirección opuesta. Los animales acuáticos consiguen un empuje significativo moviendo las aletas hacia delante y hacia atrás en el agua. A menudo se utiliza la aleta caudal, pero algunos animales acuáticos generan empuje con las aletas pectorales.[3]​ Las aletas también pueden generar empuje si giran en el aire o en el agua. Las turbinas y las hélices (y a veces los ventiladores y las bombas) utilizan una serie de aletas giratorias, también llamadas láminas, alas, brazos o palas. Las hélices utilizan las aletas para transformar la fuerza de torsión en empuje lateral, propulsando así una aeronave o un buque.[5]​ Las turbinas funcionan a la inversa, utilizando la elevación de las palas para generar par y potencia a partir de gases o agua en movimiento.[6]​

Las aletas móviles pueden proporcionar empuje
Los peces se impulsan moviendo las aletas verticales de la cola de un lado a otro
Los cetáceos se impulsan moviendo las aletas horizontales de la cola arriba y abajo
Las rayas se impulsan con sus grandes aletas pectorales
Hélice de barco
Aletas del compresor
El daño por cavitación es evidente en esta hélice
Dibujo del Dr. Tony Ayling
Finlets pueden influir en la forma en que se desarrolla un vortex alrededor de la aleta caudal.

La cavitación puede ser un problema en aplicaciones de alta potencia, lo que provoca daños en las hélices o turbinas, así como ruido y pérdida de potencia.[7]​ La cavitación se produce cuando una presión negativa hace que se formen burbujas (cavidades) en un líquido, que luego se colapsan rápida y violentamente. Puede causar daños y desgastes importantes.[7]​ La cavitación también puede dañar las aletas de la cola de los animales marinos que nadan con fuerza, como los delfines y los atunes. Es más probable que la cavitación se produzca cerca de la superficie del océano, donde la presión ambiental del agua es relativamente baja. Incluso si tienen la capacidad de nadar más rápido, los delfines pueden tener que restringir su velocidad porque el colapso de las burbujas de cavitación en su cola es demasiado doloroso.[8]​ La cavitación también ralentiza al atún, pero por una razón diferente. A diferencia de los delfines, estos peces no sienten las burbujas, porque tienen aletas óseas sin terminaciones nerviosas. Sin embargo, no pueden nadar más rápido porque las burbujas de cavitación crean una película de vapor alrededor de sus aletas que limita su velocidad. Se han encontrado lesiones en el atún que concuerdan con daños por cavitación.[8]​

Los peces Scombrid (atún, caballa y bonito) son nadadores especialmente potentes. A lo largo del margen posterior de su cuerpo hay una línea de pequeñas aletas no retráctiles y sin radios, conocidas como aletas. Se ha especulado mucho sobre la función de estas aletas. Las investigaciones realizadas en 2000 y 2001 por Nauen y Lauder indicaron que "las aletas tienen un efecto hidrodinámico sobre el flujo local durante la natación constante" y que "la aleta más posterior está orientada para redirigir el flujo hacia el vórtice de la cola en desarrollo, lo que puede aumentar el empuje producido por la cola de la caballa nadadora". [9]​[10]​[11]​

Los peces utilizan múltiples aletas, por lo que es posible que una aleta determinada pueda tener una interacción hidrodinámica con otra aleta. En particular, las aletas inmediatamente aguas arriba de la aleta caudal (cola) pueden ser aletas próximas que pueden afectar directamente a la dinámica del flujo en la aleta caudal. En 2011, unos investigadores utilizaron técnicas de imagen volumétrica para generar "las primeras vistas tridimensionales instantáneas de estructuras de estela producidas por peces que nadan libremente". Descubrieron que "los batidos continuos de la cola daban lugar a la formación de una cadena enlazada de anillos de vórtice" y que "las estelas de las aletas dorsal y anal son arrastradas rápidamente por la estela de la aleta caudal, aproximadamente en el marco temporal de un batido posterior de la cola". [12]​

Control del movimiento[editar]

Las aletas son utilizadas por los animales acuáticos, como esta orca, para generar empuje y controlar el movimiento posterior [13]​[14]​

Una vez establecido el movimiento, éste puede controlarse con el uso de otras aletas.[3]​[15]​[16]​Los barcos controlan la dirección (guiñada) con timones en forma de aleta, y el balanceo con aletas estabilizadoras y aletas de quilla.[15]​ Los aviones consiguen resultados similares con pequeñas aletas especializadas que modifican la forma de sus alas y aletas de cola.[16]​

Alerones controlan el balanceo
El timón de profundidad controla el cabeceo
El timón de cola controla la guiñada

Las aletas estabilizadoras se utilizan como remeras en flechas y algunos dardos,[17]​ y en la parte trasera de algunas bombas, misiles, cohetes y torpedos autopropulsados.[18]​[19]​ Normalmente son planares y tienen forma de pequeñas alas, aunque a veces se utilizan aletas de rejillas.[20]​ También se han utilizado aletas estáticas para un satélite, GOCE.

Referencias[editar]

  1. ↑ Aleta Diccionario Oxford. Recuperado el 24 de noviembre de 2012.
  2. ↑ Aleta Diccionario Merriam-Webster. Recuperado el 24 de noviembre de 2012.
  3. ↑ a b c Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas Sfakiotakis
  4. ↑ Helfman G, Collette BB, Facey DE y Bowen BW (2009) "Morfología funcional de la locomoción y la alimentación". Archivado el 2 de junio de 2015 en Wayback Machine. Capítulo 8, pp. 101-116. En:La diversidad de los peces: Biology, John Wiley & Sons. ISBN 9781444311907.
  5. ↑ Carlton, John (2007) Marine Propellers and Propulsion Páginas 1-28, Butterworth-Heinemann. ISBN 9780750681506.
  6. ↑ Soares, Claire (2008) Gas Turbines: A Handbook of Air, Land, and Sea Applications. Páginas 1-23, Butterworth-Heinemann. ISBN 9780750679695.
  7. ↑ a b Franc, Jean-Pierre y Michel, Jean-Marie (2004) Fundamentos de la cavitación. Springer. ISBN 9781402022326.
  8. ↑ a b Brahic, Catherine (28 de marzo de 2008). «Los delfines nadan tan rápido que duelen». New Scientist. Consultado el 31 de marzo de 2008. 
  9. ↑ Nauen, JC; Lauder, GV (2001a). «Locomotion in scombrid fishes: visualization of flow around the caudal peduncle and finlets of the Chub mackerel Scomber japonicus». Journal of Experimental Biology 204 (13): 2251-63. PMID 11507109. 
  10. ↑ Nauen, JC; Lauder, GV (2001b). org/part/10992 «Análisis tridimensional de la cinemática de las aletas en el verdel (Scomber japonicus)». The Biological Bulletin 200 (1): 9-19. JSTOR 1543081. PMID 11249216. S2CID 28910289. doi:10.2307/1543081. 
  11. ↑ Nauen, JC; Lauder, GV (2000). biologists.org/content/203/15/2247.full.pdf «Locomoción en peces escómbridos: morfología y cinemática de las aletas del verdel Scomber japonicus». Journal of Experimental Biology 203 (15): 2247-59. PMID 10887065. 
  12. ↑ Flammang, BE; Lauder, GV; Troolin, DR; Strand, TE (2011). «Volumetric imaging of fish locomotion». Biology Letters 7 (5): 695-698. PMC 3169073. PMID 21508026. 
  13. ↑ * Fish, FE (2002). «Balancing requirements for stability and maneuverability in cetaceans». Integrative and Comparative Biology 42 (1): 85-93. PMID 21708697. doi:10.1093/icb/42.1.85. 
  14. ↑ * Fish, FE; Lauder, GV (2006). «Passive and active flow control by swimming fishes and mammals». Annual Review of Fluid Mechanics 38 (1): 193-224. Bibcode:2006AnRFM..38..193F. S2CID 4983205. doi:10.1146/annurev.fluid.38.050304.092201. 
  15. ↑ a b Perez, Tristan (2005) Ship Motion Control: Course Keeping and Roll Stabilisation Using Rudder and Fins. Springer. ISBN 9781852339593.
  16. ↑ a b McClamroch, N Harris (2011) Steady Aircraft Flight and Performance Página 2-3, Princeton University Press. ISBN 9780691147192.
  17. ↑ Vujic, Dragan (2007) Bow Hunting Whitetails Página 17, iUniverse. ISBN 9780595432073.
  18. ↑ Hobbs, Marvin (2010) Basics of Missile Guidance and Space Techniques. Página 24, Wildside Press LLC. ISBN 9781434421258.
  19. ↑ Compon-Hall, Richard (2004) Submarines at War 1939-1945. Página 50, Periscope Publishing. ISBN 9781904381228.
  20. ↑ Khalid M, Sun Y y Xu H (1998) "Computation of Flows Past Grid Fin Missiles"Uso incorrecto de la plantilla enlace roto (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última). AVT Symposium on Missile Aerodynamics, Sorrento, Italia.

Bibliografía[editar]

Enlaces externos[editar]

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