El control de la trayectoria en un aeroplano

¡Hola lectores! ¿Como os va este domingo? Seguro que genial. Hoy vamos a hablar de como controlamos la actitud en un aeroplano.

Cuando hablamos de controlar la trayectoria de un avión hablamos de hacerlo mediante el cambio en su actitud y velocidad y esto se consigue actuando sobre los tres ejes sobre los que se mueve el avión y sobre el motor o motores. Los tres ejes parten del centro de gravedad de la aeronave, que desde donde se mueve, y estos tres ejes son el vertical, sobre el que realizamos el movimiento de guiñada (Movimiento de izquierda a derecha) a través del timón de dirección que se encuentra en la parte vertical de la cola, el eje longitudinal que recorre el avión de alante hacia atrás y sobre el que se realiza el movimiento de alabeo a través de los alerones, las superficies de control que están en los extremos de las alas que se mueven arriba y abajo y el eje transversal que recorre el avión de punta a punta de las alas, sobre el que se realiza el movimiento de cabeceo (Morro arriba y morro abajo) con el timón de profundidad que se encuentra en la parte horizontal de la cola. Luego a parte tenemos el motor con el que podremos jugar con su empuje.

Imagen mostrando los ejes del avión y el movimiento alrededor de ellos

Pero seguro que os preguntais como se utiliza todo esto para controlar el avión. Seguro que sabeis conducir un coche, ¿Que fácil es, verdad? Si tu quieres girar a la derecha sólo tienes que mover el volante a la derecha y si queremos acelerar únicamente tenemos que meter motor, ¿Que por qué digo que es tan fácil? Porque mientras cada control en un coche actúa de manera independiente modificando sólo un parámetro de la trayectoria, el avión para cualquier cambio en su trayectoria requerirá que actuemos sobre varios controles, por ejemplo, si queremos virar a la derecha, deberemos alabear primero a la derecha, meter timón a la derecha intentando pisar la bola (Compensar la guiñada adversa para realizar un viraje coordinado, guiñando hacia el lado que se desplace la bola del coordinador de giro) y meter un poquito de motor para que no caiga la velocidad, o si queremos acelerar deberemos meter motor y picar, ¿Por qué? Porque si sólo metemos motor el avión acelerara un poco y comenzará a ascender, decelerando el avión a continuación.

Gobernar un avión supone en resumen romper el equilibrio en el que se encuentre cambiando su trayectoria y administrando su energía potencial y cinética, jugando con estas dos, por ejemplo si queremos bajar cortaremos motor y picaremos lo necesario manteniendo la velocidad y si queremos subir lo contrario.

Bueno, primero disculpadme por favor por sacar el artículo tarde pero veréis que resume mucho como se controla un avión y como en los anteriores desarrollaremos los conceptos que no hemos podido desarrollar en otros post. ¡Buenos vuelos!

La capa límite

¡Hola lectores! ¿Cómo estáis? ¿Está siendo un buen y aeronáutico fin de semana? Pues si no lo está siendo lo será ahora, porque hoy vamos a hablar de la CAPA LÍMITE, y no, no es el título de una película.

¿Y entonces esto que es? Pues es lo que sostiene a una aeronave en el aire y exactamente podríamos definirlo como una capa de aire comprimido perturbado por el ala y que envuelve al extradós de la misma (Su parte de arriba).

Cuando el ala corta el viento, las moléculas de aire que chocan con su superficie y discurren por el extradós hacia atrás son frenadas casi hasta detenerse, moviéndose hasta la parte trasera del ala muy despacio, luego, encima de estas moléculas que discurren por la superficie se forma una segunda "capa" de moléculas que si bien no entran en contacto directo con el ala, son frenadas por la primera capa, pero menos de lo que lo hace la superficie, por lo que discurren más rápido que las primeras moléculas. Tras la segunda capa, se forma una tercera que va mas rápido que la segunda, luego una cuarta y así hasta que llega una capa cuya velocidad no se ve perturbada, y cuyas moléculas no se ven alteradas por el paso del ala, pues bien, desde la primera capa de moléculas que fricciona directamente con el ala, hasta las moléculas inalteradas, esa capa de aire que rodea al extradós se denomina capa límite y se mantiene pegada al ala debido al efecto Coanda que la wikipedia define como "La propiedad física en la cual un fluido tiende a ser atraído por una superficie vecina a su trayectoria".

La capa límite, como cualquier fluido, puede discurrir en dos regímenes distintos, laminar en el cual las  distintas capas que componente el fluido se encuentra bien definidas y turbulento, que las capas se mezclan entre sí. La capa límite siempre fluirá primero de manera laminar para luego convertirse, tras el punto de transición, en turbulenta y dependiendo del ángulo de ataque, cuanto mayor sea, más adelantado se encontrará el punto de transición, por lo tanto una mayor parte de la capa límite será turbulenta y mejor sujetará el ala (Cuanto más turbulenta sea la capa límite mayor será la sustentación). Pero llegará un momento en que la turbulencia será tal, que el flujo llegará un punto que invertirá su sentido de marcha, provocando la separación de la capa límite y la peligrosa pérdida, haciendo que el ala caiga. (Tranquilos que dedicaremos un post a la pérdida y a a su amiga más peligrosa la barrena).

Imagen que ilustra el flujo laminar y el flujo turbulento de la capa límite

Para retrasar la separación de la capa límite y permitir volar el avión a menor velicidad se emplean dispisitivos sustentadores tales como slats, slots y flaps (También hablaremos de esto).

Pues por hoy esto es todo, espero que os haya gustado y ¡Que tengáis buenos vuelos!

La pérdida

¡Buenos días lectores! ¿Que tal estáis? ¿Conoceis Ivao? Bueno, ya hablaremos de eso, porque este sábado vamos a hablar de la PÉRDIDA, de la cual estoy seguro ya habéis oído hablar.

La pérdida se podría definir como una situación en la cual el avión y en concreto sus alas pierden la capacidad de producir sustentación, desplomándose por tanto la aeronave.

¿Parece peligroso, verdad? Pues no lo es en absoluto, siempre y cuando se vuele a una altitud segura que nos permita salir de la situación de pérdida antes de llegar al suelo, o antes de que la pérdida derive en una barrena, situación mucho más peligrosa de la que hablaremos en otro post, que además de poder llevar al avión por encima de sus límites estructurales y dependiendo de la situación, puede llegar a ser irrecuperable.

Pero ¿Cómo se produce la pérdida? Pues ya hablamos de la capa límite ¿Recordais?, y una vez sabemos qué es, resulta fácil entender que la pérdida se produce por la separación de la capa límite (Capa de aire que fluye por encima del ala y sostiene ésta en el aire), debida a un ángulo de ataque excesivo ¡Ojo! que no se produce por una velocidad baja como muchos a veces caen en el error de pensar. El factor de carga del que hablaremos más adelante al aumentar, por ejemplo en giros cerrados o recogidas fuertes, el avión puede entrar en pérdida a velocidades mucho mayores que la establecida para la pérdida. Pero bueno que la capa límite a un ángulo de ataque extremo se invierte en su flujo y se separa del ala, entrando ésta en pérdida.

Imagen mostrando la separación de la capa límite en el momento de la pérdida

¿Que nota el piloto entonces al entrar en pérdida y como debe actuar? Pues dependiendo del avión en el momento de la pérdida puede notar bataneo, movimiento abrupto de los mandos y sonará una bocina. Hay aviones que recuperan la pérdida de forma automática, como el airbus A320, y en los que no, entrará en funcionamiento el decalaje (Diseño del plano horizontal de cola que le da un menor ángulo de incidencia a la cola que a las alas, ángulo formado por la cuerda del ala con la horizontal, no con el viento relativo) por lo que las alas cuando dejen de volar y caigan, la cola comenzará a volar, subiendo y haciendo que el morro de la aeronave baje, debiendo picar el piloto y manteniendo en avión volando recto, meterá motor y una vez que tenga la velocidad suficiente recogerá la aeronave tirando de los cuernos, nivelándola y continuando el vuelo normal.

Pero ¡Cuidado! El avión no se desploma y entra en pérdida sin mas, Los ingenieros para que la pérdida ocurra de manera progresiva y pueda ser advertida antes de que ocurra totalmente, aplican torsión a las alas, haciendo que el ángulo de incidencia sea mayor en la raíz del ala y vaya aumentando hacia su extremo, de tal manera que la pérdida comenzará a producirse primero en la raíz del ala y se extenderá luego hacia los extremos, manteniendo hasta que se produzca la pérdida total el funcionamiento de los alerones que están en los extremos, permitiendo tener mando sobre ellos hasta el final.

Buenos amigos, esto es la pérdida, una situación que bien practicada y con suficiente altitud de seguridad no es en absoluto peligrosa, pues recordad que como dice el dicho aeronáutico, con velocidad y altura mantendrás la dentadura. ¡Buenos vuelos a todos!

La tracción-propulsión

¡Muy buenas tardes aerotrastornados!

¿Que tal estáis? Espero que bien, porque este sábado vamos a hablar de la fuerza de TRACCIÓN-PROPULSIÓN

La tracción propulsión es la fuerza que impulsa al avión hacia delante y la llamo así, porque dependiendo como empuje el motor, la fuerza se llamará si es desde la parte delantera del aeroplano tracción y si es desde la parte trasera propulsión.

Es esta fuerza la que al impulsa el avión hacia delante dándonos la velocidad que en parte y gracias a la acción de las alas se transformará en sustentación, lo cual nos permitirá volar y alcanzar los cielos. Y seguro que os preguntáis ¿Y como se produce esta fuerza?, pues a través del motor o motores del aeroplano, que transforman la energía química a través de hélices o álaves en energía mecánica y después en cinética y que puede ser actualmente en la mayoría de los casos o bien mediante un motor de combustión interna (Como el de nuestro coche pero que utilizará combustible Avgas) o una turbina (Reactor), aunque también existen otros tipos de propulsión no tan extendidos como motores eléctricos o cohetes. Pero los tipos de motores los comentaremos en otro post porque es un tema apasionante.

Motor de reacción tipo turbofan o fanjet

Esta fuerza según el avión comienza el movimiento deberemos producirla con el motor superando la inicial resistencia a moverse de todo cuerpo, luego en el despegue emplearemos la máxima potencia para que el avión acelere y ascienda y una vez en vuelo de crucero, recto y nivelado una vez alcanzada la velocidad que nos interese deberá ser igual a la resistencia para mantener el movimiento uniforme, pero esto es complicado dado que la atmósfera no es perfecta y para mantener la velocidad deberemos jugar con la actitud del avión y el motor.

Seguro que habéis oído en muchas películas a los pilotos decir V1, V2, y términos semejantes, pues es porque en un avión utiliza numerosas velocidades establecidas por el fabricante para cada momento del vuelo en el que se encuentre el avión y que el piloto debe de saberse de memoria, aunque hoy día el propio ordenador de a bordo (FMC, Flight Management Computer) las calcula y muestra en el PFD (Primary Flight Computer) del avión que es la pantalla de información principal de vuelo. Pues eso, que querréis saber cuales son la velocidades, pues V1 es la velocidad de rotación (El movimiento para despegar que el avión levanta el morro), V2 es la velocidad que debe llevar el avión hasta alcanzar la altitud de seguridad, V3 la velocidad después de alcanzar la altitud de seguridad y subir los flaps, luego estarían la velocidad de crucero, la de aproximación y en caso de fallo de motor la que creo que es Vg, que es la velocidad de mejor índice de planeo la cual nos permitirá, sin potencia de los motores, intercambiar altura por velocidad de la manera más eficiente posible (Planear). Y ¿De que velocidades estamos hablando? Pues depende completamente del modelo de avión y a partir de cierto peso de su carga y la densidad de la atmósfera (Ya hablaremos de por qué de la densidad), en una Cessna 150 Aerobat, estas velocidades son V1 55 nudos, V2 65 nudos, V3 70 nudos, crucero 90 nudos, aproximación 70 y planero 65.

Pantalla PFD

También hay que decir que a parte del PFD que nos da todas las velocidades calculadas, los aviones pequeños poseen un anemómetro con un código de colores que también nos muestra todas la velocidades, pero ya hablaremos de él.

Esto es todo por hoy, siento dejar tantas cosas en el aire pero todas ellas merecen una buena explicación a parte porque son interesantísimas. Gracias por leer estas líneas y ¡Que tengáis buenos vuelos!!!!!.

El peso en un avión

Buenas noches a todos

Hoy si me lo permitís voy a hablar de la fuerza que se opone a la sustentación, el PESO. 

Como ya dije en el anterior post el peso es una de la cuatro fuerzas que actúan sobre todo avión, y como fuerza que es, es el resultado de multiplicar la masa del avión por la aceleración que provoca la gravedad en él (Toda fuerza es igual al producto de la masa por la aceleración) y es lo que intentará evitar que el aparato despegue, por lo que siempre para que el avión vuele tendrá que ser inicialmente vencido por la sustentación y en vuelo recto y nivelado tendrán que ser ambas fuerzas iguales (Estar en equilibrio).

El peso es una fuerza importantísima a tener en cuenta antes de volar, porque si es excesiva el avión no podrá despegar, o se desplomará tras hacerlo y aún pudiendo despegar y volar podrían sobrecargarse el tren de aterrizaje al aterrizar y romper. Pero no sólo llega con que el peso no sea excesivo, su centro de aplicación, osea, donde se considera aplicada toda la fuerza de la gravedad sobre el avión, el llamado CENTRO DE GRAVEDAD, o CG, deberá encontrarse dentro de los límites establecidos por el fabricante, primero delante hacia atrás, pues si está adelantado el avión tenderá a bajar el morro (Picar) y costará mucho mantenerlo enderezado y a aún más peligroso, si está retrasado, tenderá a levantar el morro (Encabritarse), entrar en pérdida y desplomarse. Y segundo lateralmente, puesto que si el CG no se encuentra en el centro el avión querrá todo el rato virar hacia el lado donde esté. 

Pero a lo mejor no os ha quedado muy claro donde está el CG, pues si por ejemplo cogéis un bolígrafo, su CG estará donde lo puedas sostener sobre un punto en equilibrio, por ejemplo con la punta del dedo ¿Y como se donde está en un avión? Porque claro, no puedo hacer esa prueba con algo tan grande. Pues tranquilos, para eso el fabricante en el manual del avión establece un punto de medición inicial, DATUM, a partir del cual se mide las distancias de los distintos pesos, y entonces un vez tomamos las distancias y los pesos individuales de todos los elementos del avión los multiplicamos individualmente (Distancia al datum * peso) obteniendo así los momentos, los sumamos todos y los dividimos por el peso total obteniendo la distancia del CG al datum, y con los límites que establezca el manual, sabremos si podemos salir a volar. ¿Que complicado no?, pues que va, porque el manual ya trae diagramas con los que hacer todos estos cálculos de manera rápida y simple, lo que se viene a llamar CARGA Y CENTRADO.

Ejemplo de hoja de carga y centrado de un Airbus

Y como en la aviación comercial hay que ser muy meticuloso, para hacer la carga y centrado se hace a través de los siguientes pasos:

1. Primero hay que obtener el peso del avión según sale de fábrica.
2. Luego el peso operacional vacío, osea incluyendo el peso del combustible no utilizable, los líquidos hidráulicos, la tripulación, etc... Todo lo básico para que el avión salga a volar sin combustible.
3. Luego le sumamos el peso de los pasajeros y tenemos el peso actual sin combustible.
4. Después le sumamos el combustible que emplearemos en el viaje.
5. Tras eso, y una vez restado el combustible que utilizamos para llegar a la pista rodando, tenemos el peso previo al despegue.
6. Y por último el peso previo al aterrizaje, que es el anterior, menos el combustible utilizado durante el vuelo.

¿Pero todo esto es importante? Claro, porque un avión cargado a tope puede que no sea capaz de despegar, pero a lo mejor después de gastar durante 15 minutos combustible al rodar, ya si pueda, y por ejemplo no se si sabéis que los aviones HEAVYS, como el Boeing 747, no pueden aterrizar según despegan porque el peso al tocar con el suelo podría romperles el tren de aterrizaje, por eso si tienen que aterrizar de emergencia después de despegar deberán lanzar combustible a través de unas válvulas de emergencia para aligerar peso.

Espero que os haya gustado el artículo de hoy y lo halláis encontrado interesante, a partir de ahora intentaré publicar un nuevo artículo cada sábado una vez a la semana. ¡Muchas gracias por leerme y que tengáis muy buenos vuelos!

La sustentación

Buenas tardes a todos

¿Alguna vez os habéis preguntado como vuela un avión? Pues ahora vamos a hablar precisamente de eso. Los aviones vuelan gracias a una fuerza maravillosa conocida como SUSTENTACIÓN, que es lo que hace que el avión suba, la cual, es una de las cuatro fuerzas que actúan sobre todo avión, siendo su contrapuesta el PESO y las otras dos, antagonistas entre sí, la PROPULSIÓN o TRACCIÓN y por supuesto la RESISTENCIA, y de todas hablaremos en otros artículos.La sustentación es la fuerza más importante que actúa sobre el avión, porque lo hace volar y es resultado directo de la velocidad del avión (El viento que tenga en contra el ala) y el ángulo de ataque. ¿Y que es todo esto?, pues el viento que impacta contra el avión es la velocidad que indica el anemómetro (Velocímetro) más o menos el viento, dependiendo de donde le venga y el ángulo de ataque se define como el ángulo que forman la cuerda del ala (La línea que atraviesa el ala vista de perfil de delante hacia atrás) y el viento relativo que impacta con el ala.

El ángulo de ataque

Vale, pero... ¿Como se produce la sustentación?. Pues resulta que el científico Bernouilli dijo en su momento que la preisón + velocidad= constante ¿Que que quiero decir con esto? pues que si la velocidad de una partícula disminuye es a costa de aumentar su presión y viceversa,  si ésto lo aplicamos a un tubo de Venturi que es un tubo que se estrecha, veremos que si forzamos a un fluido a pasar a través de un estrechamiento, la velocidad del fluido aumentará y su presión disminuirá, de tal manera que cuando un ala corta el aire y la vemos mientras lo hace de perfil, las partículas de aire que chocan contra la parte delantera del ala (Borde de ataque), se ven forzadas a ir por encima del perfil y por debajo (Extradós e Intradós respectivamente) de tal forma que las que van por arriba son empujadas a su vez por las partículas que se encuentran encima suyo y que no chocaron, produciéndose un estrechamiento que acelera esas partículas, que debido al efecto Coanda seguirán el recorrido hacia delante "pegadas" al extradós hasta salir por el borde de salida a mayor velocidad en forma de flujo provocando un flujo descendente, y como Newton que era muy listo nos dijo en su tercera Ley que toda acción conlleva una reacción de idéntica fuerza y dirección, pero de sentido inverso, ese flujo al chocar con el aire que se encuentra debajo del ala, producirá una fuerza ascendente, dando al ala la capacidad de volar, la cual dependiendo de la velocidad del flujo, de su ángulo de ataque y del peso del resto de la aeronave podrá volar o no.

La fuerza de sustentación

Pues este mi primer artículo, que aunque sencillo, espero que os haya gustado, y espero hacerlo mejor cada vez. Muchas gracias y ¡Muy buen vuelo a todos!

Presentación

Hola a todos

Mi nombre es Manuel y la verdad que es la primera vez que escribo un blog, es más no he visitado uno en mi vida, pero aquí estoy lanzado a crear uno. Mi intención es acercar la aviación a la gente que ya es un aerotrastornado ya sea de maquetas, fotografía, vuelo virtual o padezca cualquier otro tipo de aerotrastorno, a través de pequeños artículos sencillos que espero, sean amenos, y que de alguna manera ayuden a la persona que por cualquier motivo no ha conseguido ser piloto pero siempre ha querido serlo y saber todo de este mundo.

Y os preguntareis ¿Quien soy yo?, pues bien, soy piloto de ULM y PPL y no soy ATPL por lo que cuesta sacarse la licencia, pero ha sido el sueño de toda mi vida estar a los mandos de un avión profesionalmente por lo que utilizo el vuelo virtual y los librospara acercarme a los conocimientos de un piloto comercial y poder hacer una simulación lo más parecida al mundo real por IVAO (Red de vuelo virtual) y acercarme así a mi sueño aunque sea a través de un ordenador.

Así que sin más preámbulos me dispongo a escribir mi primer artículo que espero que os guste y os abra el apetito para los que están por venir. Muchas gracias por leer estas líneas y allá voy.

Despegamos!!!!