Hay suficiente en los puestos aquí mismo en Quora, así que no me estoy metiendo en lo básico.
Se produce un bloqueo por una única razón: el ángulo de ataque del ala alcanza un valor crítico.
Una vez que conozca las características del perfil aerodinámico que se utiliza para hacer el ala, en lo que respecta al ángulo de ataque de ese perfil aerodinámico,
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- La velocidad del avión no importa.
- El peso (y la carga g) de la aeronave no importa
- El tamaño (largo, ancho) de la aeronave no importa
- La densidad del aire en el que está volando no importa
- La forma de las superficies del ala o la cola no importa.
Ese ala se detendrá en uno, y solo en un ángulo de ataque.
Sin molestarnos con toda la mecánica precisa del puesto, debemos tener en cuenta un par de hechos esenciales.
La primera es que la parada es una función del ángulo de ataque, no de la velocidad.
Otros factores, como la deflexión de la aleta y la rugosidad de la superficie causada por la formación de hielo o incluso la suciedad, afectan el ángulo de ataque en el que se produce el bloqueo; pero siendo iguales otras cosas, la única variable de interés es el ángulo de ataque.
Para nuestros propósitos actuales, el ángulo de ataque se puede definir como la diferencia, medida sobre el eje de cabeceo, entre la forma en que apunta el avión y la forma en que se dirige.
La razón por la que asociamos tan fuertemente la velocidad con el estancamiento es que usualmente usamos el indicador de velocidad aérea como un indicador de ángulo de ataque, y, en las actitudes que habitualmente asociamos con el vuelo, la velocidad aérea va de la mano con el ángulo de ataque.
Pero la baja velocidad aérea en sí misma no significa necesariamente una parada (el ala de un avión estacionado en una actitud nivelada frente a un viento de 10 nudos no está estancada) y, como vemos cuando hacemos una parada en una curva empinada, alta velocidad tampoco es protección contra el estancamiento.
La actitud de cabeceo del avión, del mismo modo, no tiene relación necesaria con el puesto.
Habitualmente hacemos paradas con la nariz hacia arriba, pero también pueden ocurrir con la nariz apuntando hacia abajo.
Lo único que importa es la diferencia entre la forma en que apunta el avión y la forma en que va.
Otro hecho significativo sobre el puesto es que provoca no solo una pérdida de elevación, sino también un gran aumento de la resistencia.
Esto es muy importante, porque significa que cuanto más tiempo permanezca estancado un avión, más velocidad pierde en el puesto y más altitud tendrá que gastar para recuperar la velocidad de vuelo. (“Velocidad de vuelo” significa la velocidad necesaria para mantener el vuelo nivelado sin detenerse).
Un puesto no es algo que se enciende y apaga como una luz; más bien crece y se desarrolla, desde el guiño inicial al que generalmente le decimos adiós al giro final.
El proceso de desarrollo se llama “partida”; El término se refiere a la salida del vuelo controlado a un giro. El entrenamiento de vuelo demuestra puestos de venta, pero evita las salidas.
Cuando sale un avión, un ala cae y la nariz se desvía hacia la orilla. Esto sucede porque un ala casi estancada es inestable en el rollo; Tan pronto como un lado se detiene más que el otro, comienza a caer, aumentando su propio ángulo de ataque y exacerbando su pérdida.
El arrastre adicional del ala más profundamente estancada provoca el guiñada o “corte”.
Ángulo de ataque
Un secreto del vuelo seguro es conocer su ángulo de ataque. ¿Cómo? Por medio de un dispositivo que puede ser lo mejor desde que el viento se fue de los cables.
Hay algo tan fundamental en A de A. Todo comportamiento aerodinámico se puede referir a él. El ala (en una configuración dada) siempre se detiene en el mismo ángulo de ataque, independientemente de la velocidad, el peso, la carga G o el ángulo de inclinación. Además, las velocidades para el mejor deslizamiento, la mejor velocidad de ascenso, el mejor ángulo de ascenso y el mejor alcance (es decir, la mayoría de las millas por galón) se asocian con ángulos de ataque particulares, independientemente del peso y la altitud. De hecho, todas las “velocidades” históricas de las que hablamos no son velocidades en absoluto; son ángulos de ataque, para los cuales la velocidad se ha convertido en una taquigrafía habitual, aunque poco confiable.
En los primeros días de la aviación, incluso después de que se descubriera este hecho, el ángulo de ataque era difícil de medir y habría dado como resultado que el piloto prestara atención a un instrumento más en la cabina.
No es seguro dividir la atención entre demasiadas cosas, especialmente durante una maniobra de vuelo crítica.
Dado que los pilotos fueron entrenados para prestar gran atención a la velocidad y la actitud, se decidió que la pérdida se puede evitar manejando la velocidad del aire solo.
Por supuesto, la velocidad de pérdida varía con las diferentes configuraciones de la aeronave (aleteo hacia arriba o hacia abajo) y otros factores, pero esto se les enseña a los pilotos y se documenta en su Manual de operación del piloto (POH) o en los Manuales de vuelo del avión.
Los transportes aéreos de todos los fabricantes, por ejemplo, documentan una velocidad llamada “VREF” en sus cartas (y programas de computadora). Esta es una velocidad que está justo por encima de la velocidad de pérdida, y es variable con diferentes pesos y configuraciones de aeronaves.
Los pilotos usan esto para cada enfoque. Siempre que usen el VREF correcto para su peso y configuración de aleta, estarán protegidos contra el atasco de sus aviones.
Todos los aviones de transporte de hoy miden y usan el ángulo de ataque en sus computadoras de vuelo, pero no se muestra al piloto.
Esto confirma el hecho de que el vuelo seguro necesita la entrada de demasiadas variables para que un piloto humano las maneje rápidamente; entonces las computadoras lo ayudan a mejorar la seguridad.
Algunas aeronaves, incluidas algunas aeronaves militares, tienen una pantalla de ángulo de ataque para el uso del piloto.
La Marina de los Estados Unidos tuvo un problema hace unos años cuando comenzaron a adquirir maquinaria como el Vigilante RA-5.
Cualquier aterrizaje de portaaviones es una especie de choque controlado en el mejor de los casos, pero con cosas como el RA-5 que pesa 30 toneladas en bruto, y ¿qué pasa? ¿150 nudos? Es un choque que necesita un control bastante preciso.
Volaban estos grandes aviones sobre la cubierta a velocidades excesivas y velocidades de hundimiento, y dañaban tanto al portaaviones como al avión. En cierto sentido, el problema era uno de gestión energética.
Una corporación con el gran nombre de Automated Specialties , fundada por Steve McClellan, un piloto de Word War I, en una parte de Long Island, Nueva York, llamada Skunk’s Misery Road, finalmente llamó la atención de Teledyne y fue adquirida.
La solución de Specialties al problema de la Marina de los EE. UU. Fue un sistema de acelerador automático que toma nota del ángulo de ataque de la aeronave, la configuración del estabilizador y la aceleración vertical, y controla el empuje del motor (a través de los aceleradores) en consecuencia.
¿Se atascan los aviones ligeros? Sí, hay muchos accidentes mortales cada año debido a la pérdida y el giro.
¿Se puede mejorar la seguridad de esos aviones proporcionándoles pantallas de ángulo de ataque?
Eso es discutible, porque en esos momentos críticos, el piloto ni siquiera puede mirar esa pantalla.
Pero si él / ella es capaz de usarlo, seguramente mejorará la seguridad.
Los inventores han proporcionado pantallas de ángulo de ataque en algunos aviones de Great Land of Innovative Ideas, EE. UU., Pero no han tenido éxito comercial.
▲ Visualización de la cabina del indicador de ángulo de ataque
▲ Otro enfoque más para el negocio de medición del ángulo de ataque proviene de la Corporación de Instrumentos de Vuelo Seguro. Prácticamente hacen todos los indicadores de advertencia de pérdida a bordo de una aeronave ligera, entonces, ¿qué podría ser más natural que calibrar la veleta de advertencia de pérdida y convertirla para medir el ángulo de ataque? Eso es exactamente lo que ha hecho Safe Flight. El resultado es el indicador de control de velocidad SC-100. Es la esencia de la simplicidad: para instalar uno, simplemente quite el protector de pérdida convencional y coloque el SC-100 en su lugar. Lo que sucede en vuelo es que la veleta sensora del SC-100, que se parece a todo el mundo como la veleta de advertencia de pérdida que reemplazó, transmite a un indicador de cabina una señal eléctrica. Esto corresponde al grado en que la paleta se mueve hacia arriba y hacia abajo por el flujo de aire sobre el borde de ataque del ala. El indicador muestra si está volando demasiado lento, demasiado rápido o justo a la velocidad correcta (o, más bien, ángulo de ataque, que es el factor crítico e inmutable en los cálculos de pérdida).
Solo tiene que volar un avión equipado con uno de estos dispositivos de ángulo de caída para convertirlo, ya que es el ángulo de ataque en lugar de la velocidad aérea lo que determina lo que están haciendo sus alas.
El instrumento es, en cierto modo, simplemente una extensión del principio de la advertencia de pérdida.
Pero un avisador de pérdida es un dispositivo digital simple, pitido o no, mientras que un indicador de ángulo de ataque le indica con mucha precisión, en un dial, dónde se encuentra en relación con la pérdida.
Le indica independientemente de cómo haya cargado el avión, o cuánto G está tirando, o si las aletas están hacia arriba o hacia abajo, lo que nunca hizo ASI.
Este sistema está diseñado para presentar la información al piloto para que pueda volar el avión con un conocimiento que nunca antes había tenido de lo que está haciendo.
Puedes seguir hurgando en esa área gris que tu ASI solo te dice que está cerca del puesto, seguro, desde la lectura de tu ángulo de ataque, que de hecho no estás a punto de detenerte. (La Marina de los Estados Unidos lo ama por sus operaciones antisub bajas y lentas).
Puede volar el avión para obtener la mejor escalada o la mejor resistencia al máximo L sobre D, independientemente de cómo esto varía con la carga y la altitud.
Puede volar con mucha precisión para un alcance máximo.
Ya no necesita preocuparse por la sobrerotación en el despegue o el estancamiento en la escalada.
Pero lo más importante, puede hacer que su enfoque con una precisión sea imposible antes, independientemente de la configuración de carga o aleta. Simplemente da una vuelta al patrón en un avión con uno de estos dispositivos y dirás que he visto el futuro y funciona. (Sin embargo, aunque los indicadores de ángulo de ataque realizan muchas de las funciones de un ASI, todavía necesitará ese antiguo instrumento para fines de navegación, rotación de despegue y limitación de velocidad aérea, al menos).
El valor del indicador de ángulo de ataque es que elimina las conjeturas al aterrizar y despegar un avión. Hace obsoleta la regla empírica tradicional de suplantación de identidad que dice agregar cinco nudos en el enfoque final para cada uno de sus hijos. Calcula automáticamente el mejor ángulo de ataque, sin importar la carga o la configuración, y permite el enfoque mínimo seguro o la velocidad de despegue para cortar el balanceo de tierra. Con él, la llamarada y el flotador se vuelven extraños y son desterrados para siempre. Además, toda la información de bloqueo del avión se muestra de forma visual para que el piloto la lea. Le muestra de un vistazo cuánta latitud tiene, hacia el puesto o lejos de él.
Para un vuelo preciso que aprovecha al máximo la capacidad de un avión, el indicador de ángulo de ataque es una bendición.
Aún así, la adopción general está bastante lejos. Y los costos de certificación han impedido que muchos inventores avancen con este negocio. ❑