Entendo que os vórtices das pontas das asas aumentam a lavagem à popa do aerofólio e a teoria de que eles alterarão o ângulo efetivo do fluxo de ar, reduzindo o ângulo de ataque efetivo, com a reação total de sustentação atuando em graus 90 ao fluxo efetivo de ar, não o fluxo de ar relativo que agora possui um componente extra de arrasto induzido.
Mas por que isso acontece? Como os vórtices aumentam a lavagem à frente do aerofólio quando ocorrem na parte traseira da asa?
Este é um tópico fascinante, e realmente se resume à mecânica do levantamento. Fisicamente, upwash e downwash são gerados à medida que o ar acelera / desacelera e curva ao redor do LE da asa. Nas pontas das asas, o ar de pressão mais alta se curva para cima e gera os vórtices com os quais estamos familiarizados. De fato, também existem vórtices gerados no bordo de fuga da asa, mas não de maneira tão perceptível. Obviamente, essa imagem é insatisfatória, uma vez que não nos dá nenhum insight para levantar.
De acordo com a teoria do fluxo potencial (irrotacional, incompressível e inviscível), a elevação é gerada sempre que houver uma circulação líquida de ar. Um modelo particularmente bem-sucedido, a Teoria da Linha de Elevação, modela o vão da asa como uma coleção de vórtices em ferradura: existe um vórtice acoplado no local da extensão e dois braços de vórtice que se estendem até o campo distante.
Então aí está. Uma minúscula lavagem a jusante é gerada por um vórtice individual quando ele gira o fluxo para baixo naquele local, e uma minúscula lavagem a jusante é gerada à medida que vira o fluxo para cima. Se você continuar a fazer as contas e somar todas as influências em qualquer ponto do período, o líquido O efeito é uma lavagem descendente (que altera a AOA efetiva e gera um arrasto induzido, como você mencionou).
Se você fizer o mesmo em um local à frente do LE, receberá um upwash líquido e inverso para o TE. Isso parece intuitivo: se você diminuir o zoom e tratar a asa inteira como uma única circulação, a circulação deve ser no sentido horário (suponha que o ar venha da esquerda), com o ar subindo para a esquerda e descendo para a direita.
Existem modelos mais complexos, como treliça de vórtice, painéis de vórtice, etc. Mas essa teoria é bastante intuitiva e introduz o arrasto induzido. A propósito, o arrasto induzido é um fenômeno de extensão finita. Se você tiver uma extensão infinita, recuperará completamente o coeficiente de elevação 2D e o arrasto induzido desaparecerá, mesmo que os vórtices permaneçam.
Embora os vórtices da ponta sejam geralmente vistos como um pequeno tornado horizontal emitindo da ponta da asa da borda traseira, na verdade, é um grande campo de fluxo que se estende à frente e atrás, e também além da ponta. A lavagem e o fluxo de circulação da ponta começam bem à frente da asa. É mais intenso perto da superfície da ponta em direção à parte traseira.
Você pode ver isso se examinar um winglet que está embaixo dele e notar que a corda do aerofólio está apontada para fora alguns graus para maximizar o AOA na circulação da ponta, porque o campo de fluxo de circulação foi iniciado bem na frente e o fluxo já está curvando-se para dentro na ponta do winglet.
Então, mais para o interior, é apenas a "onda de proa" do corpo em movimento da asa à frente, mas na direção da ponta a lavagem já começa a circular em torno do topo, enquanto ainda está na lavagem, portanto o ângulo da rede é maior .