La ley de áreas ( regla de área en inglés) es una ley aerodinámica que rige la forma de aviones transónicos y supersónicos .
Esta ley fue destacada en Alemania por Otto Frenzl (de) de la empresa Junkers (patente presentada entre 1943 y 1945). Fue redescubierto en 1951 e implementado por el ingeniero estadounidense Richard Whitcomb , de ahí el nombre a veces encontrado de regla del área de Whitcomb. Ciertos textos de la década de 1950 también se refieren a ella bajo la regla de expresión sinónima de secciones .
La ley de áreas establece que la sección transversal completa (fuselaje y perfil aerodinámico) de un cuerpo en movimiento en un fluido compresible debe variar lo más suavemente posible para minimizar la resistencia aerodinámica en las proximidades de la velocidad del sonido .
La curva que describe la variación en la sección transversal a lo largo del cuerpo se llama curva de área . En la práctica, intentamos acercarnos lo más posible a las curvas de las formas más conocidas, el huso o la gota de agua.
El descubrimiento de la ley de áreas marcó un paso decisivo en el diseño de aviones transónicos y supersónicos. Hasta entonces, los ingenieros solían diseñar fuselajes con sección transversal que variaba gradualmente, pero sin tener en cuenta el volumen adicional de las alas. Tal diseño resultó en un aumento repentino en la sección transversal total de la aeronave en el ala y un aumento muy grande en la resistencia a medida que se acercaba a la velocidad del sonido .
Durante el desarrollo del caza Convair YF-102 a principios de la década de 1950 , el primer prototipo (arriba a la izquierda) tenía un rendimiento de velocidad por debajo de las especificaciones. En particular, las pruebas en el túnel de viento del YF-102 en régimen transónico habían demostrado que la aeronave no podía superar la velocidad del sonido en la nivelación . Whitcomb, que había analizado correctamente el problema, recomendó a Convair que estrechara gradualmente las secciones del fuselaje al nivel del ala, dando así a la aeronave un característico "reloj de arena" (arriba a la derecha). Aunque muy cara, la modificación - impuesta a Convair por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos - se coronó con éxito, el YF-102A superó ampliamente la barrera del sonido en nivel e incluso en ascenso, sin aumento de potencia. En Francia, el prototipo de Leduc 022 se citará como ejemplo como víctima del mismo fenómeno.
Todos los aviones supersónicos construidos desde esa fecha respetan la ley de áreas. Las máquinas voladoras que deben tener un fuselaje pseudocilíndrico por necesidad ( Concorde o el transbordador espacial ) tienen alas en configuración de ala gótica , lo que permite respetar la ley de áreas.
La ley de áreas también se aplica a aviones más lentos, por una razón similar, una distribución longitudinal más favorable del campo de presión, en particular en el perfil aerodinámico. Sin ir a la cintura de un reloj de arena, evitamos superponer los pares principales del fuselaje y el ala, moviendo el par maestro del fuselaje detrás del ala. Este principio fue seguido en la década de 1930 por Marcel Riffard para los aviones Caudron , actualmente se utiliza para aviones ligeros.