La curva polar de un perfil aerodinámico tiene mucha importancia a la hora de diseñar la pala de un aerogenerador. Cualquier objeto situado dentro de una corriente de aire presenta una resistencia al avance. Se generan sobre el perfil dos tipos de fuerzas cuya intensidad variará mucho de un perfil a otro. La fuerza de arrastre tiene la dirección y el sentido del viento y la fuerza de sustentación es perpendicular a dicha fuerza y su dirección es hacia arriba.
La fuerza resultante es la suma de la fuerza de arrastre y la de sustentación y siempre será perpendicular a la cuerda del perfil. Como ejemplo, para una placa plana la ecuación que gobierna lo anteriormente dicho es la siguiente:
(1)
donde:
k es un coeficiente que depende del ángulo de incidencia las unidades elegidas y la turbulencia del viento.
Cw: es un coeficiente de resistencia.
Rho: es la densidad del aire.
v: velocidad del viento.
S: Superficie expuesta al viento.
Dicha fuerza R se descompone en dos fuerzas como hemos dicho antes, Farr ( fuerza de arrastre ) y la Fasc ( fuerza ascensional o de sustentación ) según las siguientes ecuaciones:
(2)
Después de todo lo dicho ya podemos pasar a explicar que es una curva polar de un perfil. Una curva polar es la representación de los valores Cy=ky y los valores Cx=kx en función del ángulo de inclinación del perfil dentro de la corriente de aire. Veamos la siguiente gráfica.
Fig. 1. Curva polar de un perfil cualquiera.
Para cada grado representado por puntos vacíos en la curva tenemos el valor del coeficientes Cy y Cx que podemos incluir en las últimas ecuaciones para obtener los valores de la fuerza de arrastre y ascensional de un determinado perfil. Analizando un poco dicha gráfica, podemos ver que para un ángulo de ataque mayor que 20º ya no se dispone de más fuerza ascensional, luego el perfil con "volar más" por más que subamos dicho perfil.
