Los primeros tiempos de la aeronáutica, experimentales como Otto Lilienthal percibieron que una cierta curvatura de una superficie daba mejores resultados que una simple placa plana, desde el punto de vista de la sustentación. Además, observaron que daba mejores resultados la circunstancia de rodear completamente la estructura del ala con algún tipo de entelado.

Los primeros estudios sistemáticos sobre familias de perfiles fueron desarrollados en Gottingen (Alemania) durante la primera guerra mundial, esto se denominan la “familia Joukowsky).

En general en el diseño de perfiles aerodinámicos, es común considerar los efectos de curvatura y el espesor en forma separada. Esto es justificable hasta cierto punto.

El flujo del aire alrededor del perfil es afectado por igual por la curvatura y el espesor, de tal manera que ambos deben ser considerados simultáneamente.

No obstante resulta útil, al menos en un principio, comenzar considerando solo la curvatura como introducción a la teoría y practica de perfiles.

Caracteristicas geométricas de un perfil de ala

C: Cuerda (línea recta que une los extremos del perfil) / (chord)

t: espesor (segmento perpendicular a la cuerda, entre el borde superior y el inferior del perfil) (Thickness). (El máximo espesor es el segmento mas grande).

t/c = espesor relativo (aquí “t” es el espesor máximo).

Xt: distancia desde el borde de ataque hasta el espesor máximo.

Xt/c: idem anterior, pero relativa.

Línea media (mean line): lugar de los puntos medios de los segmentos perpendiculares a “c”.

Cualquier perfil puede considerse como un cuerpo de cierto espesor que ha sido curvado siguiendo una línea de curvatura.

Los perfiles pueden clasificarse según familias. Dicho cuerpo puede ajustarse a una variada gama de líneas de curvatura, algunas con mas curvatura que otras, con la curvatura concentrada cerca del borde de ataque, con parte de la misma cerca del borde de ataque, y así siguiendo.

Por ejemplo, una placa plana puede considerarse un cuerpo de pequeño espesor con un borde de ataque ( que puede ser cuadrado, afilado o redondeado) y también con un borde de fuga. Dicha placa puede curvarse de varias maneras para generar una familia de perfiles .La línea media puede ser un arco de circulo u otra geometría mas compleja.

Cuando se publican las coordenadas de un perfil, la curvatura se establece en términos de un porcentaje de la cuerda, junto con la posición de máxima curvatura.

De esta manera, perfiles de la serie N.A.C.A (Comité Nacional Asesor de aeronáutica  USA), contiene la información mencionada en sus dígitos.

Es así que un perfil NACA de cuatro dígitos significa:

El primer dígito se refiere a la cantidad de curvatura.

El segundo dígito da la localización del dicho máximo, a contar desde el borde de ataque.

Los dos últimos dígitos se refieren al espesor del perfil. Toda esta información expresada en porcentaje de la cuerda.

Ejemplo, el perfil NACA 6409 tiene una curvatura del 6%, cuyo máximo se halla ubicado en la línea media al 40 % del borde de ataque, y tiene un espesor del 09 %

El perfil NACA 4412 tiene 4% de curvatura al 40 % del borde de ataque, y un espesor del 12 %.

La familia muestra NACA de cuatro dígitos.

Familia NACA de cinco dígitos, contiene mas información que la anterior. Así por ejemplo en un NACA 23012 el primer dígito indica la curvatura relativa a la cuerda (2%c), el segundo dígito y tercer dígito dan la posición de máxima curvatura (a contar desde el borde de ataque) (30%c), el 4to y el 5to, indican el máximo espesor (relativo a la cuerda) (12%c)

En los perfiles NACA mas modernos de seis dígitos, la información anterior se da manera diferente. Es así un perfil NACA 633615 significa:

Tiene un 6% c de curvatura, el punto de máxima velocidad (menor presión) se halla a un 30 % c del borde de ataque, el tercer dígito (como subscripto con 0,3 Cl, el cuarto dígito indica el coeficiente de sustentación de diseño Cl= 0,6 y los dos últimos dos dígitos el espesor,15 % c en este caso.

El NACA  63 3 618 tiene  6% c de curvatura, el punto minima presión esta al 30 %c, el mínimo drag corresponde con 0,3 cl, tiene un cl de diseño de 0,6 y un espesor del 18 % c.

Estos perfiles NACA fueron desarrollados con el objetivo de que el flujo en la capa limite permanezca laminar el mayor trayecto posible a contar desde el borde de ataque. Esta es la concepción básica de los llamados perfiles “laminares”. No obstante, cuando se llevaron a la practica los resaltados no fueron tan buenos como los esperados teóricamente, debido en gran parte a problemas prácticos muy difícil de controlar.

Uno de estos desarrollos dio lugar al perfil usado en el famoso caza de la segunda guerra mundial, el P 51 “Mustang”, desde sus versiones A hasta la D. Dicho caza fue el primero en contar con perfil laminar en el mundo.

En algunos casos, estos perfiles de seis dígitos vienen con una información adicional como a=0,5. Esto significa que ha sido usada un cierto tipo de línea de curvatura media. Cuando no se indica ningún valor, se da por entendido que se empleo la línea a=1.

Otros diseñadores de perfiles, como Rolf Gisberger, no recurren a la nomenclatura de varios dígitos para dar información sobre un determinado perfil.

Así, el RG-8 significa que es el # 0008, citando los demás datos en forma separada. En este caso el espesor es 10,80%. El RG-12 es el # 0012, con espesor de 9,27%. Los RG-14 y RG-15 son, tal cual lo dicen sus denominaciones, los perfiles #0014 y #0015 cuyos espesores son 8,47 % y 8,93% respectivamente. Viene al caso mencionar que estos dos últimos se emplean con éxito, tanto en los planeadores reales, como en los modelos radiocontrolados de la exigente categoría (Federación Aeronáutica Internacional) F3B de planeadores de competición en la que los modelos deben cumplir vuelos de duración y de velocidad entre marcas (pilones).

Otro grupo de perfiles son los Wortmann. En estos se da la información sobre el espesor en el segundo grupo de dígitos. El primer grupo indica el numero de perfil. Ambos grupos de dígitos se hallan separados por guiones. Por ejemplo, el Wortman FX-63-13,7 es el perfil #63 cuyo espesor es el 13,7% (últimos dígitos. Obsérvese la separación por guiones. Las letras FX son las iniciales de los nombres del diseñador. En este caso se trata de un perfil diseñado para un avión con propusieron humana.

La forma precisa de la línea media puede diferir de una familia a la otra. Resulta poco probable que se utilice un simple arco circular. En general la curva se diseña para satisfacer un propósito en particular. Por ejemplo, los perfiles NACA  de cuatro dígitos tienen líneas medias que resultan de dos segmentos de curvas parabólicas que se unen tangencialmente en el punto de máximo curvatura. Las series NACA de cinco dígitos tienen líneas medias con el máximo cercano al borde de ataque, que cumple la condición de altos coeficientes de sustentación.

En la actualidad resulta mas usual el trazado de líneas medias que satisfacen una dada distribución de carga a lo largo de la cuerda. La mas común es el NACA, la ventaja de esto es que cada parte del perfil esta contribuyendo con su correspondiente parte compartida de sustentación y, por lo tanto, para cada valor de Cl resulta suficiente la menor curvatura posible. Esto se traduce en una disminución de la resistencia del perfil.

Sin embargo hay ocaciones en que resulta mas útil emplear otro tipo de línea media para, por ejemplo, reducir las cargas de torsión del ala (wing-twisting) y las de balanceo (pitching). También cuando los perfiles se diseñan para flujo laminar, a fin de contribuir al control de la distribución de presiones