Calculate the Lift and Drag force on a NACA 0012 airfoil with std. roughness at Re=6million operating at 4 degrees angle of attack in a relative wind of 16m/s, and a length of 35 meters in standard atmosphere

Para calcular las fuerzas de sustentación y arrastre en un perfil alar NACA 0012 con rugosidad estándar a un número de Reynolds de 6 millones, operando a un ángulo de ataque de 4 grados en un viento relativo de 16 m/s y una longitud de 35 metros en una atmósfera estándar, seguiremos los siguientes pasos:

1. Determinar las propiedades del aire en la atmósfera estándar:

   • Densidad del aire ($\rho$): Aproximadamente 1.225 kg/m³ a nivel del mar.
   • Viscosidad dinámica del aire ($\mu$): Aproximadamente $1.7894 \times 10^{-5}$ kg/(m·s).

2. Calcular el área de referencia (A):

   • Para un perfil alar, el área de referencia es el producto de la envergadura (b) y la cuerda (c). En este caso, la longitud dada es la envergadura.
   • Supongamos que la cuerda (c) es 1 metro (esto es una suposición, ya que no se proporciona en el problema).

   $A = b \times c = 35 \, \text{m} \times 1 \, \text{m} = 35 \, \text{m}^2$

3. Calcular el coeficiente de sustentación ($C_L$) y el coeficiente de arrastre ($C_D$):

   • Para un perfil NACA 0012 a un ángulo de ataque de 4 grados, los valores típicos de $C_L$ y $C_D$ se pueden obtener de tablas o gráficos aerodinámicos. Aproximadamente:
     • $C_L \approx 0.6$
     • $C_D \approx 0.02$

4. Calcular la velocidad dinámica ($q$):

   $q = \frac{1}{2} \rho V^2 = \frac{1}{2} \times 1.225 \, \text{kg/m}^3 \times (16 \, \text{m/s})^2 = 156.8 \, \text{N/m}^2$

5. Calcular la fuerza de sustentación (L):

   $L = C_L \times q \times A = 0.6 \times 156.8 \, \text{N/m}^2 \times 35 \, \text{m}^2 = 3292.8 \, \text{N}$

6. Calcular la fuerza de arrastre (D):

   $D = C_D \times q \times A = 0.02 \times 156.8 \, \text{N/m}^2 \times 35 \, \text{m}^2 = 109.76 \, \text{N}$

Por lo tanto, las fuerzas de sustentación y arrastre en el perfil alar NACA 0012 son aproximadamente:

• Fuerza de sustentación (L): 3292.8 N
• Fuerza de arrastre (D): 109.76 N