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¿Cómo vuelan los aviones?
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Introducción
a la aerodinámica, por qué y cómo vuelan los aviones |
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| El
Vuelo |
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| Estabilidad
y control de vuelo |
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En un sentido
amplio, la estabilidad puede definirse como la tendencia de un avión a
mantenerse en la condición de vuelo escogida por el piloto: recto y
horizontal, girando, trepando o descendiendo. El grado de estabilidad debe
diseñarse cuidadosamente, porque si el avión fuese inestable, su control
resultaría difícil o imposible, mientras que, si estuviese dotado de
excesiva estabilidad sería difícil de maniobrar con rapidez o podría
requerir un gran esfuerzo por parte del piloto.
Dado que un
avión es libre de moverse en las tres dimensiones, necesita ser estable y
controlable en tres ejes: (a) un eje vertical, perpendicular a las
superficies de las alas, (b) un eje longitudinal que pasa a través del
fuselaje de adelante hacia atrás, y (c) un eje horizontal que pasa a través
de las alas, de punta a punta. Los tres tipos de movimiento con respecto a
estos ejes se denominan respectivamente guiñada, alabeo
y cabeceo.
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| La
estabilidad en guiñada se consigue mediante un plano de
deriva vertical en la cola. Si el morro de un avión es
desviado por una ráfaga de viento, por ejemplo, hacia la izquierda,
el plano de deriva se colocará en
ángulo con la corriente de aire, produciendo una elevación en su
lado izquierdo que tenderá a empujar al avión para colocarlo
nuevamente en línea con la corriente de aire.
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Un plano
de cola horizontal fijo confiere estabilidad en cabeceo,
estando construido de forma que en vuelo normal su ángulo de ataque
es menor que el de las alas y, de hecho, a veces puede ser 0. En
consecuencia, cualquier cambio en ángulo de cabeceo de
todo el avión produce un cambio de sustentación en el plano de
cola, proporcionalmente mayor que el de las alas. Esta sustentación
adicional actúa en la dirección opuesta al cambio de cabeceo
original y, por lo tanto tiende a devolver al avión a su dirección
normal de vuelo.
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En el
alabeo, la estabilidad se consigue colocando las alas en un ángulo
ligeramente orientado hacia arriba (diedro), o adecuando el centro
de gravedad por debajo del nivel de las alas (estabilidad pendular).
La operación de las fuerzas estabilizadoras en el alabeo resulta
algo más compleja que la de los otros tipos de estabilidad, y
depende de la tendencia del avión al resbale al alabear. Si se
utiliza el diedro, la sustentación del ala descendente es
incrementada por el resbalamiento, introduciendo una fuerza
correctora que endereza el avión; la estabilidad pendular, por su
parte, se basa en la tendencia del centro de gravedad de volver a la
vertical como si estuviera momentáneamente suspendido debajo de un
punto de presión creado en el resbalamiento por la corriente de
aire lateral. Debe notarse que la tendencia inicial a resbalar de
ala es esencial en la función de ambos tipos de estabilidad
lateral.
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