Aerodinámica Básica

Y 42 flashcards y 28 preguntas más en el documento.

Texto del documento

SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES I DIRECCION GENERAL DE AERONAUTICA CIVIL CENTRO INTERNACIONAL DE ADIESTRAMIENTO DE AVIACION CIVIL I 1-1 AERODINAMICA BASICA 007 MEXICO, D . F. SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES DIRECCION GENERAL DE AERONAUTICA CIVIL CENTRO INTERNACIONAL DE ADIESTRAMIENTO DE AVIACION CIVIL MEXICO, D, F. AERODINAMICA BAS ICA INTRODUCCION La presente obra relativa a Aerodinamica, trata esta rna teria en forma completamente simple y aun a voces descriptiva. Sin embargo, lIma su proposito dado que esta destinada al primer contacto que tienen con dicha materia los estudiantes de las diferentes ramas de aeronautica en el CIAAC.

La obra se encuentra acompanada al final de cada capitulo de una serie de preguntas; con el proposito de que el alumno verifique los conocimientos obtenidos, por 10 que no se incluyen las respuestas. AUTOR ING. AURELIO MUNIZ VAZQUEZ INDICE CAPITULO PAGINA 1 MECANICA DE FLUIDOS o o e o e o o , . 1 2 FUERZAS Y MOMENTOS QUE ACTUAN QUE ACTUAN SOBRE UN A VION 0 0 " , 5 3 ORGANOS DE MANDO ~ 0 " ".ooa" 22 4 SISTEMAS HIPERSUSTENTADORES 28 5 DESPLOMES Y BARRENAS 33 0 . 0 0 6 ESTABlLIDAD o c :> * 40 7 . r I O !) MANIOBRAS 45 CAPITULO 1 MECANICA DE FLUIOOS ELEMENTOS DE LA AERODINAMICA. La.

aerodinimica es 1a parte de ­ 1a Flsica que trata los efectos produci­ dos por 1a accion del aire (atmosfera)­ sobre un cuerpo ATMOSFERA. Es 1& capa gaseosa que envuelve a 1a tierra y que se compone de una m~ cla de Nitrogeno. OXlgeno y Gases Ra­ ros en una proporcion constante de 78,21 y 1% Y como elementos variables el Bioxido de Carbono y Humedad. NZ = Figura No. 1 Para su estudio, la atmosfera ­ se divide en varias capas en las que se considera como factor principal la va-­ riacion de la temperatura.

De las capas de la atmosfera la mets importante es 1a troposfera ya que en ella se realiza la mayor parte de los vue10s y debido a 1a concentracion de l::u medad tambien 1a mayor parte de los £e­ nomenos meteoro16gicos. , Exos£era Mes6sfera Estrat6sfera Trop6sfera., Figura No.2 ATMOSFERA ESTANDAR: Ya que 1a atmosfera real esta en un constante cambia no se puede conside rar un mismo valor para una determina­ da situaci6n, 10 que ha hecho necesario estab1ecer una serie de valores fijos pa­ ra una altitud determinada. A estas condiciones idea1es de­ atmosfera. se Ie llama Atm6sfera Estan­ dar, con los siguientes va10res. 1. - La temperatura a1 nive1 del mar ­ (N.

Me Me) es de l50C y hene un gradiente de 0.0065 0 c/mto. 2. - La aceleracion por gravedad tiene un valor de 9,0665 m/ seg2. 3. - La presi6n al N. Me M. es de 76 cm Hg 6 lQ13.£? mb sin decre­ cer proporcionalmente con la alti­ tud. 4. - El peso espediico del aire es de ­ 1.2255 kg/m3 a1 N. M. Mo a l50 C y 76 cm Hg. 5. - El valor de la densidad del aire al­ nivel del mar es de 0.12497 aproxi­ madamente ~ Kg masa. 8 m3 6. - El aire es completamente seco. es­ decir la hUInedad relativa 0%. GRUPOS PRINCIPALES DE UN A VION. El avi6n es un conjunto racional de elementos, que unidos entre sr permi ten el vuelo estable y controlado.

Los ­ grupos principales en los que se divide­ el avi6n para su estudio son los siguien- Figura No.3 1. - GRUPO FUSELAJE 2. - GRUPO ALAS 3. - GRapO EMPENAJE 4. - GRUPO MOTOPROPULSOR 5. - GRUPO TREN DE ATERRIZAJE. FLUJO. Es e1 movimiento de un fluido (liquido 6 gas). FLUJO LAMINAR .. Cuando un fluido tiene un movi-­ miento continuo y uniiorme, en el que ­ las partrc'..llas siguen trayectorias para­ lelas entre sr, debido a que los cambios de direcci6n son poco pronunciados se ­ llama Flujo Laminar. Figura No.4 LINEA DE CORRIENTE.. La trayectoria seguida por una ­ partrcu1a de un fluido se conoce como lr nea de cordente 6 Filete F1uido. ­ FLUJO TURBU LENTO.

Si el flujo tiene que seguir una ­ trayectoria con cambios de direcci6n ­ muy marcados. las 1rneas de corriente --------------------------- ---- ----- 3 no pueden segu.lr esta trayectoria, des­ organizandose y formandose remolinos­ 6 turbulencias. A este flujo desorganiz~ do se Ie conoce como flujo turbulento. Figura No.5 TEOREMA DE BERNOULLI.. Bernoulli determin6 que para un flujo laminar. p + q =(:;ONSTANTE~ p ... _1_pv2 CONSTANTE 2 p = Presi6n Eetcttica. q = Presi6n Dinamica. por 10 que. si se tiene un tubo en el que la secci6n transversal est~ disminuyen­ do y dentro de ~l s e tiene un flujo en mo vimiento.: -A +A +V -V -----= ---­ a) La velocidad del flujo se esta incre­ mentando.

b) La presi6n dinamica se estct incre-­ mentando. c) La presi6n estatica esta disminuye,!! do. d) La suma de la presi6n estatica y la presi6n dinamica permanece consta,!! teo PRESION ESTATICA. Por presi6n estatica se entiende como la presi6n "quieta" de la atm6sfera. De manera que cuando el aire estc£ en r=. poso el valor de la presi6n estc£tica es .. igual a la presi6n atmosf~rica y confor­ me el aire va tomando velocidad la pre­ si6n estatica va. disminuyendo. PRESION DINAMICA. Tambi~n se conoce como presi6n de impacto debido a que es la presi6n .. por el choque de las parti."'culas del fluido; depende de la densidad y la velocidad del mismo. TUBO DE VENTURI.

El tubo de Venturi es un tubo de secci6n variable en el que se indica la ­ variaci6n de la presi6n estc£tica al estar variando la secci6n del tubo. Si en la secci6n "AI' del tubo se tiene un gasto de fluido determinado a .. una velocidad especi'fica, en la secci6n liB" que es mas reducida, se debe tener mayor velocidad para mantener el mi.s­ mo gasto. 10 que'hace que el fluido tenga menor presi6n estatica en esa secci6n. SISTEMA PITOT - ESTATICO.. Este sistema sirve para medir .. Figura No.6 4 la velocidad del flujo por medio de dife rencia de presiones.

En una forma parale1a del flujo se mide la presi6n total (H) y perpendi­ cular a1 mismo flujo se mide la presi6n estc!tica (p), dc!ndonos 1a diferencia de estas dos presiones la presi6n dinc!mlca (q). Por medio de la presi6n dinimi ca se obtiene la velocidad del flujo. CUESTIONARIO CAPITU LO 1 1. - lQue es la Aerodinc!mica? 2. - lQue es la atm6sfera? 3. - l De las capas de la atm6sfera cUeH es la mc!s importante para la Aer2, dinc!mica? 4. - lDe que sustancias se compone el aire de la atm6sfera? 5. - l Cuc!les son los grupos principales en los que se puede dividir un avi6n para su estudio"? 6. - lQue se entiende por "lr'nea de co­ rriente" ? 7.

- lCuc!l es la diferencia entre "flujo laminar" y flujo turbulento? 8. - lEn que se basa el teorema de Bernoulli? 9. - lQue se conoce como presi6n esta­ tica? 10. - lDe que otra forma se conoce a la presi6n Dinc!mica? 11. - l Para que sirve el tubo Venturi? 12. - lC6mo yarra la presi6n dinc!mica con respecto a la velocidad del ­ flujo? 13. - lC6mo yarra la presi6n estatica ­ con respecto a 1a velocidad del ­ flujo? 14. - lA la SUII'la de la presi6n estatica y la presi6n dinc!mica se Ie llama? 15. - lEn que se utiliza el sistema Pitot Estitico?

5 CAPITULO 2 FUERZAS Y MOMENTOS QUE ACTUAN SOBRE UN AVION Un avi6n es un cuerpo tridimen­ sional que se mueve en el espacio alre­ dedor de tres ejes: Lateral, Longitudi­ nal y Vertical. For tanto posee tres g~ dos de libertad, siendo conveniente en el estudio de 1a aerodinamica del avi6n, el analisis de sus movimientos alrede-­ dor de cada uno de los ejes menciona-­ dos. ,...,.y y IZ x-x EJE LONGITUDINAL Y- Y EJE TRANSVERSAL Z-Z EJE VERTICAL Figura No~ 7 FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL ­ AVION. Las resultantes de las diferen­ tes fuerzas que actUan sobre una aero­ nave, en vuelo recto y nivelado son: w. Peso T. Tracci6n L. Levantamiento D. Resistencia al Avance. L T Figura No.8 PESO.

El peso (W) del avi6n se refiere a su peso total. Peso es la fuerza acti­ va a la que esta sujeto un cuerpo, debi­ de a la atracci6n terrestre. C.G. W Figura No.9 EI peso siempre actua en direc­ ci6n hacia el centro de la tierra. Debi­ do al gran radio de la esfera terrestre el peso de un cuerpo se considera verti cal para cualquier plano que se encuen­ tra sobre la superficie terrestre. Figura No. 10 CENTRO DE GRAVEDAD.. Centro de gravedad de un cuerp:>, es el punto en donde se considera con-­ centrado su peso. Si el cuerpo libremente se cuelga de su centro de gravedad podr;:( adoptar cualquier .posici6n Figura No.

11 pero si se cue1ga de un punto que no sea su cen­ tro de gravedad, girar;:( alrededor del ­ punto de sujeci6n hasta lograr que e1 centro de gravedad quede abajo y sobre la lInea vertical que pasa por el punto de sujeci6n ::~ TRACCION. La tracci6n es la fuerza necesa­ ria sobre el avi6n para que pueda despla zarse dentro del aire venciendo la resis tencia al avance la velocidad requerida:­ La fuerza de tracci6n se obtiene por la energra proporcionada por una planta motrIz que puede ser, principe:! mente. a) Motor de ~mbolo y h..Uice. b) Turborreactor y h~lice. c) Turborre.actor. T T:- mxa Figura No. 12 . En los tres casos, la tracci6n ­ es T = m. a, esto es, igual al producto de 1a.

masa de aire por la ace1eraci6n ­ de esta. Ya sea para avi6n de motor-heli ce 6 de turborreactor, es posib1e cono:: cer el valor de la tracci6n, en cualquier situaci6n, a trav~s de los valores de los elelnentos citados. La tracci6n e s la reacci6n que ­ se obtiene al soplo de la h~lice de los ­ aviones provistos de estos medios y Figura No. 11 -- 7 por la reacci6n de la salida de gases c~ lientes de los motores de combusti6n ­ contrnua (turborreactor) 6 bien por una componente del propio peso del avi6n, ­ que actda para.lelamente a. la trayectorla, en los planeadores (glider) 6 en aviones en condiciones de planeo, en que no ex:i!.

te otra fuerza que proporcione la trac-­ ci6n necesaria para hacer posible el vuelo. """-­ L~w Figura No. 13 LEVANTAMIENTO.. El levantamiento es la fuerza ae rodinc!mica origina;.da en las alas. Por­ ser muy pequefio el levantamiento pro­ ducido por el fuselaje y empenaje se des precia su valor. El levantamiento es una de las ­ dos fuerzas en que se descompone la ­ fuerza resultante total aerodinc!mica. ­ La otra componente es la resistencia a1 avance del ala. Figura No. 14 Yr. - Viento relativo. R. - Resultante total aerodim!mico. L. - Levantamiento. Da. - Resistencia al avance del ala. Figura No.

14 ORIGEN DEL LEVANTAMIENTOo La fuerza que hace posible el ­ vuel0, Hamada levantamiento 6 susten­ taci6n, se debe a la diferencia de pre­ siones que act"da sobre las alas del avi6n, producida por su movimiento en el seno del aire. Para conocer y analizar e1 ori­ gen del levantamiento se necesitan las ­ siguientes definiciones. PERFIL ALARo El perfil alar es una secci6n transversal del ala disenada para obte­ ner las mejores caracter:r'slicas aerodi­ nc!micas Figura No. 15 Figura No. 15 8 VIENTO RELATIVO. Es la magnitud y direcci6n de la velocidad de las l1'neas de corriente del aire, con aentido contrario al movimieE;, to del perfil alar antes de ser afectadas por dicho perfil. Figura No.

16 Figura No. 16 CUERDA GEOMETRICA. Es 1a l!nea recta que une el pun­ to delantero del borde de ataque con el punto trasero del borde de salida de un perfil alar. Figura No. 17 Extrados I I Longitud de I" la cuerda Intrados Figura No. 17 ANGULO DE ATAQUE... Angulo de ataque es e1 cCngu10 formado por la l1'nea de la cuerda geo-­ m6trica y la direcci6n del viento re1ati­ vo. ~J',~cr~~~=§~~~ Figura No. 18 FUERZA RESULTANTE AERODINAMI­ CA. De acuerdo con e1 teorema de ­ Bernoulli y e1 principio de continuidad, en una zona de un fi1ete flu!do donde existe menor preai6n las part!cu1as He­ nen mayor ve10cidad; as!

ai los filetes ­ de aire tienen mayor ve10cidad sobre el extrados y menor bajo e1 intrados, apa­ recercC una depresi6n sobre e1 primero y una sobrepresi6n sobre e1 segundo, ­ resultando una diferencia de presi6n ­ que origina 1a fuerza hacia arriba y ha­ cia atrcCs que es la Hamada resultante ­ aerodim!mica. Figura No. 19 Figura No. 19 9 La fuerza resultante aerodinarni ca es la suma vectorial de todas las fuer zas aerodinamicas producidas alrededor de un perfil alar que se mueve dentro ­ del aire, debidas a la disminuci6n de ­ presi6n que obra sobre la cornbadura s,:: perior ( trasd6s) del perfil alar, y la so­ brepresi6n obrante sobre la combadura inferior (intrad6s), Figura No.

20 R Extrad6s Figura No. 20 Aproximadarnente cerca del 75% dellevantamiento se debe a la depresim en la combadura superior y el 250/0 res­ tante a la sobrepresi6n en la combadura inferior. CENTRO DE PRESIONo (Co P" ) Centro de presi6n es el punto donde se considera aplicada 1a fuerza ­ resultante aerodinamica. Su situaci6n ­ es la intersecci6n de 1a fuerza resultan te aerodinamica Con la cuerda geometri ca. Figura No. 21 VARIACION DE LA FUERZA RESULTAN TE AERODINAMICAo La. magnitud, sentido y punto de ­ aplicaci6n (centro de presi6n) de la fuer­ za resultante aerodinamica, var(a de acuerdo con la densidad abnosU;rica, v!:. locidad, angulo de ataque y superficie ­ alar.

En las diferentes condiciones de­ vuelo, para cada velocidad existe cierto angulo de ataque, pero considerando en­ cierto momento constante el angulo de ­ ataque, la fuerza resultante aerodinami­ ca variara de la siguiente forma: Para angulos de ataque pequenos, la resultante es relativamente peq'..lena, ­ con direcci6n hacia arriba y hacia atras de la vertical. El centro de presi6n esta bastante atras del borde de ataque. Fig,:: ra No. 22 Figura No. 22 Para angulos de ataQue medios la resultante es mayor, carnbiando su dire:: c i6n volviendose mas vertical y su centro de presi6n se ha rnovido hacia el borde ­ de ataque. Figura No. 23 C. P. Figura No. 2 1 Figura No.

23 10 Para angulos de ataque grandes, (antes del angulo de desplome) la resul­ tante es mayor adD., su direcci6n hacia atras de la vertical, movi~ndose su cen­ tro de presi6n hacia adelante. de un 20 a 30 por ciento de la cuerda a partir del borde de ataque Figura No. 24 DEFINICION DE LEVANTAMIENTO. El levantamiento es la compone!! te de la fuerza resultante Aerodinamica perpendicular a la direcci6n del viento ­ relativo. L 1-4---- 250/0 C Figura No. 24 Si se aumenta el angulo mas alIa del punto de separaci6n de los file­ tes fluidos (desplome) sobre el extrad6s del perfil, Figura No.

25 la resultante decrece en magnitud, el angulo formado con la vertical aurnenta y el centro de ­ presi6n se corre bruscamente hacia atras. L R Figura No. 26 FACTORES DEL LEVANTAMIENTO~ El levantamiento esta dado por ­ la expresi6n L = t f CL SV2. SU va­ lor depende directamente del valor de ­ cada uno de sus cuatro factores anota-­ dos : Figura No. 27 ~:: Densidad del Aire. S::: Superficie Alar. C L= Coeficiente de levantamiento. v =Velocidad del avi6n. Figura No. 25 Figura No. 27 DENSIDAD DEL AIRE.

( f ) La densidad del aire es la masa de aire ocupada por la unidad de volu-­ men .p = Masa Volumen En el sistema MKS sus unidades son UTM = (UTM =unidades tecnicas M3 de masa) En el sistema FPS sus unidades son: f= SLUG PIE 3 La masa especlIica varra con la altitud y con la temperatura, disminu-­ yendo siempre con el incremento de -­ cualquiera de los dos factores La masa especlIica varra inver­ samente a la altitude A mayor altitud menor masa es­ peclIica. A menor altitud mayor masa es­ peclIica. Figura No. 28 11 ......: ....:...-.' ... : .....~. - : ..... '*. .. .." .....,. .. . ....~...... :*..... .. ... I... .. .. .. ... ..::" .. . ... ... .. ..... "... .. . " , . . . . . .. - _ It' . .

. (I 6 .. -.. \' .. "" ...... *. '.. ........," ' .. :.: .......:.-: ........~, ...................-- ...::...:... .... .. .... .... .... .. .... :.... " .......... "" "'.. ...... .. ; .. : .. :....... -:..: .... .. " .... "., .. .. ...... a. ".. fl ..... .. .. II".... .. .. .... .. .... .. .. ...... .." .... .. . .... MAYOR AL.TITUD MENOR DENSIDA D MENOR ALTITUD MAYOR DENSIDA D Figura No. 28 Al Nivel del mar Al Nivel Valle de Mex. f = O. 125 UTM f = O. 100 UTM M3 M3 1 aproximadamente)( _1_ ) 8 10 S. - SUPERFICIE ALAR. La superficie alar es la proyec­ ci6n del ala sobre un plano horizontal~ ­ estando el avi6n en posici6n de vuelo ­ tambien horizontal.

En el sistema MKS sus unidades se expresan en(M2.} En el sistema FPS sus unidades se expresan en(PIEZ.) El levantamiento varIa directa­ mente con el valor de Sf no in£1uyendo­ directamente en su valor la forma en ­ planta del ala. Para cada avi6n habra un valor­ determinado y cons tante de la superfi-­ cie alar (S). r I ALA RECTANGULAR CONICA A LA ELIPTICA Figura No. 29 C L " - COEFICIENTE DE LEVANTAMIE~ TO. coeficiente de levantamiento ­ es una caracterlstica del perfil usado en el ala y depende del angulo de ataque.

Si s e supone un cierto tipo de per fill este tendrci su grcHica caracterlstic'a:' para encontrar sus valores de CL~ para los diferentes angulos de ataque que se ­ consideren; grcificas que seran del tipo ­ siguiente; Figura No. 30 Figura No. 30 CLMAX. - COEFICIENTE DE LEVANT~ MIENTO MAXIMO. El coeficiente de levantamiento ­ aumenta proporcionalmente al angulo de ataque. A rnedida que el angulo aUIT,enta, el coeficiente de levantamiento aumenta tarnbien hasta llegar a un angulo en que­ dicho coeficiente alcanza su valor rnaxi­ mo.

El levantamiento ma:>.::imo del per fil en funcion del angulo de ataque, se:­ tendra cuando se alcanza el angulo qne­ proporciona el coeficiente maximo de sustentaci6n. Figura No. 31 CLMAX -+~~~~~~~~~--~~ t:l..maximo efectivo Figura No. 31 V. - VELOClDAD. La velocidad considerada es la­ velocidad relativa del avi6n. En el sistema MKS se expresa ­ en (rn/seg.) En el sistema FPS se expresa ­ en (Pie/ seg. ) De acuerdo con el principio del movimiento relativo, es equivalente coo siderar para ciertos prop6sitosp que el avi6n se desplace en una masa de aire­ inrn6vil con una velocidad relativa Vall 6 bien se considere fijo dentro de una ­ masa fluida que se desplaza con una v!?.

locidad que se considera es la relativa Va. Figura No. 32 13 , . '.'. VTO. CALMA A VION EN MOVIMIENTO VTO. EN MOVIMIENTO AVION FIJO Figura No. 32 El levantamiento var(a con el ­ cuadrado de la velocidad es decir que si la velocidad se duplica, el levantamien­ to aumenta cuatro veces, si la velocidad se triplicap el levantamiento aumenta ­ nueve veces. etc., es decir para veloci dades bajas. crece segct:n una Ley Para­ b61ica; Figura No. 33 L 2 Figura No. 33 v 14 DIRECCION DEL LEVANTAMlENTO. La Fuerza de levantamiento siem pre est<! contenida en Plano Longitudinal del avi6n. Figura No. 34 L L Figura No. 34 La Direcci6n del levantamiento es perpendicular a 1a direcci6n del vie!!, to relativo.

Figura No. 35 Figura No. 35 Por 10 tanto, el levantamiento ­ actua en cualquier direcci6n, indepen­ diente de la posici6n del horizonte, ya. que el avi6n al efectuar diversas mani~ bras puedje tomar direcciones de vuelo inclinadas, paralelas 6 perpendiculares al horizonte. Al efectuarse un viraje completo en un plano vertical (rizo 6 loop) la sus­ tentaci6n 6 levantarniento variara su di­ recci6n en cada instante de 1a maniobra. Figura No. 36 I Figura No.

36 Al empezar 1a maniobra, e1 le-­ vantamiento es vertical hacia arriba; a1 estar e1 avian ascendiendo verticalmen­ te~ e1 1evantamiento es horizontal; estan do el aparato a la mitad de la maniobra"""" e1 levantamiento es vertic",l hacia abajo, ya que el avian estc{ invertido; al estar ­ descendiendo verticalmente con J,'espec­ to al su~lo, la sustentacian ser' una fuerza horizon~l, y al terminar la ma­ niobra y volar horizontalmente e1 avi6n, e1 1evan~amiento vuelve a ser una fuerza vertical hacia arriba. Figura No.37 En la maniobra anterior se pre­ senta momeQ.tc{neamente las condiciones totales de ascenso vertical, vuelo inver­ tide y picada.

15 Cuando el avi6n vuela recto y ni­ velado, el levantamiento es una fuerza ­ vertical hacia arriba. Figura No. 38 L Figura No. 38 ANGULO DE DESPLOME 0 DE PER DI­ DA DE LEVANTAMIENTO, E1 «ngulo de desplome 6 de perdl da de levantamiento es el «ngulo de ata= que para el cual se obtiene e1 valor rn«xi mo del coeficiente de levantamiento~ pu;;: to en e1 que las corrientes de aire empi; zan a despegarse de la cara superior del ala, presentc{ndose una zona turbulenta en e1 borde de salida. Para «ngulos de ataque rna yore''S .. del c{ngulo de perdida de levantamienro,­ e1 coeficiente de sustentaci6n disminuye r«pidamente.

Esta disminuci6n del levan tamiento origina 10 que se conoce como ­ desplome (stall). Figura No.39 ,. ,.~ - ~.JGI""'"""",.,t:;--- ,..;;::;-""""'..tt::-'" ___ ~_c.:~~'--~ ~~~~.;-~ ~...--- ~~-- \.">, ""Ia."1::i:a. con. 1:'espec't.o al angulo de ata--=­ 16 RESISTENCIA AL AVANCE. La resistencia a1 avance es la ­ fuerza que se opone al movimiento del avi6n. Es la fuerza que debe ser equili brada por 1a fuerza de tracci6n. Figura No. 40 D T Figura No. 40 Si T = D. el avi6n vuela a ve10cidad cors tante. D. la resistencia a1 avance total de un­ avi6n.estc( formada por cuatro clases ce resistencias parciales; D.Da. Dp+ Di+ Df. na Resistencia Alar. Dp Resistencia parc(sita. Di Resistencia inducida.

Of Resistencia de rozamiento. Figura No. 41 D ... .... ~~~:-.~- ,.t--___ ...--~.~ I I I IDf I· Figura No. 4 1 Da. - RESISTENCIA ALARo La resistencia alar es la compo­ nente de la fuerza resultante Aerodim!ml ca que queda en direcci6n paralela a la ­ direcci6n del viento relativo. Figura No. 42. L R Figura No. 42 FACTORES DE LA RESISTENCIA ALAR. La resistencia alar esta dada por la expresi6n D= t f C oSV2 Por 10 que a1 igual que e 1 levan­ tamiento su valor depende directamente del valor de los factores anotados. ! = Dens idad del aire. S = Superficie alar. CD = Coeficiente de resistencia al ava!! ce, ~iiar V Velocidad del avi6n.

Los factores i' Y V son los mlS­ mos explicados para e1 levantamiento, variando unicamente el coeficiente de re sistencia CD­ C Do - COEFICIENTE DE RESISTENCIA ALAR. El coeficiente de resistencia alar, al igual que el coeficiente de levantami~ tOi varIa con respecto al c!ngu10 de ata-­ 17 que y es una caracterrstica del tipo de ~ perfil usado en el ala. Cada tipo de perfil, tendri su ­ grifica caracterlstica para encontrar ­ sus valores de CD para los diferentes ­ angulos de ataque que se consideren. Las grificas son del siguiente tipo;Figu ra No. 43. Figura No. 43 Dp. - RESISTENCIA PARASITA. , .

Resistencia Parisita es la fuer­ za que oponen todas aquellas partes ex­ teriores del avi6nque no contribuyen a proporcionar levantamiento. La resistencia parisita es debi­ da al irea frontal del fuselaje, empena­ jest tren de aterr~zaje, antenas, mon­ tantes, tirantes. etc. Figura No. 44 FACTORES DE LA RESISTENCIA PARA­ SITA. Los factores de la Resistencia - Parisita son semejantes a los de la re­ sistencia alar, considerindose indepen­ dientes del ingulo de ataque. Aproximadamente Dp 1.28i.f a y2 Dp O.64f a y2 1.28 factor de co­ rrecci6n. f = Densidad del aire. a iii Area placa plana equivalente. Y = Yelocidad relati­ va del avi6n. Los factores !

y Y son los mis­ mos considerados anteriormente. a. - PLACA PLANA EQUIYALENTEo Todas las partes exteriores del avi6n que se oponen al avance tienen cierto corte 6 perfil de modo que ofrez­ can la mInima resistencia. (fo~ma cu­ rrentilInea 6 aeroforme). Para la aplicaci6n de la f6rmula. cada una de estas ireas frontales hay ­ que referirla 6 convertirla a una area ­ plana que sea equivalente en su resisten cia. La placa plana equivalente de la resistencia parisita total de 1 avi6n es ­ la suma de todas las ireas de las placas equivalentes en su resistencia. de cada una de las determinadas partes del - ­ avi6n. Los cuerpos perfectamente dise­ nados aerodinimicamente, seran los que Figura No.

44 18 tengan los m!nimos valores de sus pla­ cas planas equivalentes. Figura No.45 El fuselado es la forma aerodi­ :lcrmica lograda en las partes ex:teriores d'3l avi6n para reducir su crrea frontal ­ equivalente, y por 10 tanto reducir su ­ resistencia parcrsita .IDigura No. 45 ~~ CUER-PO-FUSELA DO Figura No. 45 Di. - RESISTENCIA INDUClDA. La resistencia inducida es la re­ sistencia al avance que se produce en ­ la punta de las alas de todos los aviones, debida a la turbulencia 6 torbellinos que se forma en las mismas, por efecto de­ la diferencia de presiones creada sobre las alas. (Depende tambien del alarga­ miento 6 raz6n de aspecto del ala).

Al desplazarse el ala en el aire, la presi6n est.rtica del aire en la parte ­ superior del ala es menor de 1a que obra en la parte inferior. Figura No.46 Teniendo mcrs presi6n abajo, e1 aire se desplaza por la punta del ala a ­ la zona de menor presi6n formando un ­ v6rtice 6 remolino. ~eSi6n S~; :­ Sohrepresi6n Figura No. 46 Cuando las corrientes de air8 ­ llegan al borde de salida, dan origen a ­ un sinumero de torbellinos, 10 que dan­ como resultado una fuerza hacia abajo ­ y hacia atrcrs que deflexiona el viento r~ 1ativo hacia abajo reduciendo el crngulo ­ de ataque y aumentando la resistencia a1 avance del ala. Figura No.47 Figura No. 47 Su valor depende del angu10 de ­ ataque de la.

envergadura del ala y de1­ tipo de perfil. Por ejemp16, a mayor enverga­ dura menor resistencia inducida y vice­ versa. Figura No. 48 l h I ) 1 1 ] l ]~ L Figura No. 48 Ya que la envergadura no yarra. para disminuir la resistencia inducida, se colocan en las puntas de las alas de­ ciertos aviones, tanques de combustible de forma fuselada. 6 bien disefios en la parte inferior del ala. para formar una concavidad cerca de la punta. Figura No. 49 Df. - RESISTENCIA DE ROZAMIENTO. La resistencia de rozamiento se debe a la viscosidad *del aire principa~ mente.

(*Viscosidad: Se llama viscosi-­ dad a1 rozamiento interno que presentan los fluidos al desplazars e, creando por ­ 10 tanto una resistencia al movimiento ­ de dicho fluido). Al desplazarse el avi6n dentro ­ del fluido, el aire en contacto directo con su superficie forma una pelrcula 6 capa. Hamada capa lrmite 6 superficial. Esta capa se adhiere a la superfi cie reduciendo su velocidad ejerciendo ­ una acci6n de frenado 10 que determina­ la resistencia al avance por rozamiento superficial. Figura No;; 0 Figura No. 50 Esta resistencia aumenta con la rugosidad 6 aspereza de la superficie. ­ suciedad sobre la misma, mal uni6n 6 ­ remachado. Figura No. 51 Figura No.

51 2.0 CUESTIONARlO CAPITULO 2 1. - lEn vuel0 recto y nivelado, que fue.::. zas actUan sobre el avi6n? 2. - lQu6 es el centro de gravedad de ­ un cuerpo? ). - lQu6 sucede si el cuerpo se cuelga libremente de su centro de grave­ dad? 4. - lQu6 grupo de( la tracci6n requeri­ da por el avi6n? 5. - l Qu6 es la tracci6n? 6. - l Qu6 es el levantamiento? 7. - Sobre 1a cuerda aerodine(mica el le­ vantamiento es: 8, - La direccf6n de la cuerda geom6tri­ ca y la del viento relativo forman: q, -lC6mo es la velocidad en una zona ce mayor presi6n de un filete fluido? 10. - El punto donde se considera aplica­ da la resultante aerodine(mica se lla rna: 11.

- l Con qu6 yarra el valor y la direc­ ci6n de la resultante aerodimfmlca ' 12. - lC6mo es, para e(ngulos de ataque grandes, antes del desplome la re sultante aerodine(mica? 13. - lQue valor tiene, para e(ngulos me­ dios la resull:ante aerodinamlca? 14. - l Qu6 direcci6n tiene el levantamim to? 15. - lCue(l es la expresi6n del levanta-­ miento? 16. -l C6mo yarra la densidad con la alti­ tud? 17. - lCucH es la superficie alar conslde rada para el levantamiento? 18. - l De qu6 depende el levantamiento ') 19. - l Guando se Qbtiene el levantamlen­ to me(ximo de perfil? 20. - lLa velocidad en el sistema MKS­ se expresa en? 2.1 2. 1. - l Cw(nto s e aumenta. e1 1evantamiE,!!.

to si la ve10eidacl se clupliea? 2.2.. - lAl efeetuar un rizo qu4 direcci6n toma. e1 levantamiento? 2.3. - lEr vuelo reeto y Divelado qu.s di­ reeei6n tiene el levantamiento? 24. - lPara c(ngwos de ataque mayores a1 'ngulo de p4rdlda el Cl ? 2.5. - lQu~ es la resisteneia a1 avance? 2.6. - lLa resisteneia a1 avanee estc( equilibrada par? 2.7. - lLa resisteneia total a1 avance e,!. tc! compuesta por? 28. - l De que depende la resisiencia alar? 29. - c,Con qu.s yarra e1 valor de CD ? 30. - c, A qu.s se debe la resistencia par~ sita ? 31. - lOu.s es 1a plaea plana equiva1ente? 32. - lPara qu.s es la forma fuse1ada de una parte parc(sita ? 33. - lEn d6nde se produce 1a resisten­ cia inducida? 34.

-lAviones de gran envegadura preSEn tan mayor 6 menor resistencia indu cida.? ­ 35. - lA que se debe 1a resistencia de X'~ zamiento? 36. - l C6mo aumenta la resiatencia de ­ rozamiento? 22 CAPITULO 3 ORGANOS DE Los drganos de mando son los ­ elementos de un avi6n. que operados ­ por el piloto transmiten su acci6n a las superficies de control para producir ICE movimientos del a vi6n alrededor de sus tres ejes. TIPO CONVENCIONAL. El tipo convencional de 6rganos de mando de un avi6n consta de un bas­ t6n y unos pedales: BASTONe Con el bast6n se controlan los ­ alerones y el tim6n de profundidad 6 ­ elevadores. Con movimiento hacia adelante, el tim6n de profundidad baja.

El avi6n pica 6 baja la nariz. Figura No. 52 s!:!, cediendo 10 contrario si el movimiento del bast6n es hacia atr.h. Figura No.53 Figura No. 52 Figura No. 53 MANDO Con movimiento hacia la izquier­ da, el aler6n del ala izquierda sube y el del ala derecha baja. El avi6n se rnehna a la izquierda. Figura No. 54 ,me LI­ nandose a la derecha cuando el moviml81 to del bast6n sea hacia la derecha. Figura No. 54 En algunos tipos de aviones, el bast6n tiene su volante de control para­ los alerones exclusivamente. PEDALES. Los pedales controlan el tim6n ­ direccional. Presionando el pedal iz- . quierdot el tim6n direccional, gira ha­ cia la izquierda.

El avi6n tiende a girar a la izquierda sobre un plano horizontal. Sucediendo 10 contrario si se presiona­ el pedal derecho. Figura No. 55 23 Figura No. 55 SUPERFICIES DE CONTROL. Son superficies m6viles que foE.. man parte del ala y del empenaje. Por efectos aerodinamicos, producen mo~ tos que provocan los movimientos alre­ dedor de los tres ejes del a vi6n. Fig. 56 TIMON DE PROFUNDIDAD. Asr se llama a las superficies ­ de control colocadas en la parte poste­ rlOr del estabilizador horizontal del empenaje. Figura No. 57 Figura No. 56 TIMON DE PROFUNDI­ DAD. Figura No.

57 El efecto aerodinamico producl­ do por el movimiento del tim6n de pro­ fundidad, provoca el movimiento aIred!: dor del eje transversal denominado co­ munmente "cabeceo " . Figura No. 57 I ~I ~ F Figura No. 58 l4 El movimiento hacia ar riba del tlm6n de profundidad produce un cabe­ ceo ~ositivo, 6 ascenso de la nariz. Ha cla abajo produce un cabeceo negativo­ 6 descenso de la nariz. ALERONESo Son las superficies de control ­ colocadas en los extremos del borde de sahda del ala, uno en el lado izquierdo y otro en el derecho, con movimientos aiternos, es decir cuando uno sube el ­ otro baja. ALERONES Figura No.

59 El efecto aerodinamico produci­ do por el movimiento de los alerones, ­ provoca el movimiento alrededor del ­ eJe longitudinal denominado comunmen­ te 'Banqueo" 6 "Alabeo". Figura No.60 M ~F Figura No. 60 El movimiento del aler6n lZqU le!, do hacia arriba y el derecho hacia aba],) produce un banqueo hacia la izquierda:­ el ala lzqUlerda baja y la derecha sube. El movimiento del aler6n izquier do hacia abajo y el derecho hacia arriba produce un banqueo hacia la derecha. TIMON DIRECCIONALo Es ia superficie m6vil colocada ­ en la parte posterior de los planos verb cales del empenaje. TIMON DE DIRECCION Figura No.

61 El efecto aerodinamico produc 1­ do por el movimiento del tim6n direcc 10 nai, provoca el rnovirniento alrededor ­ del eje vertical denorninado cornunmen te "Guifiada". Figura No. 62 25 M .--. - Figura No. 63 -(--fG-?±~ -­ F Figura No. 64 , Figura No. 62 El movimiento hacia la derecha del tim6n direcc ional produce una gui­ fiada hacia la derecha. Hacia la izquie..::. da produce una guinada hacia la izquie..::. da. Las superficies de control pue­ den ser accionadas: a) Directa 0 mecanicamente. Figura ­ No. 63 b) Ayudadas por aletas conlpensadoras por e£ecto aerodinamico. Figura 64. c) Ayudadas por medio hidraulico. Figura No. 65 Figura No.

65 EJ sistema para mover las super ficies de control, esta dis-efiado para ­ que con pequeno es£uerzo por parte del piloto se produzcan las acciones neces~ rias para el movimiento del avi6n. ALETAS COMPENSADORAS. Tambien llamadas compensado-­ res, son pequefias superficies regulables que se fijan al borde de salida de las su perficies de control. Figura No. 66 ---------------------------- 26 ~-~ ~ IO€'S:-:::: Figura No. 66 Figura No. 67 Figura No. 68 CUESTIONARIO 1. ­ <., Que se requiere bacer para produ cir el movimiento del avi6n alre= dedor de sus tres ejes? 2. ­ <., Con que se operan las superficies de control? 3. ­ lEn que consiste el tipo convencio­ nal de organos de mando? 4.

- lCon que se controlan los alerones y el tim6n de profundidad? La carga aerodinimica sobre la aleta compensadora produce un momen­ to alrededor de la articulaci6n de tal -­ manera que hace girar a la superficie ­ de control en sentido contrario para pr~ ducir a su vez un momenta aerodinamlco que mantiene al avi6n en la actitud desE£\. da por el piloto. Figura No. 67 ­ Los compensadores pueden ser ­ fijos 6 controlables. Se usan por ejemplo, para vue-­ 10 con potencia desigual, en bimotores, para vuelo con una trayectoria definida independientemente de la acci6n del viento, para compensar cualquier cam­ blO de balanceo del avi6n por consumo­ de combustible 6 reacomodo de pasaje­ ros.

Figura No. 68 CAPITULO 3 5. - lEI avi6n baja la nariz si el bast6n ) 6. - lSi el bast6n se mueve hacia atras, el avi6n? 7. - lMovlendo el bast6n a la lzqUlerda. c6mo se mueven los alerones? 8. - lMoviendo el bast6n a la izquierda, c6mo se mueve el avi6n? 9. - lCon que se acciona el tim:Sn dlrec cional? 27 10. - l Presionando el pedal izquierdo ­ el tim6n gira hacia? 11. - l Que son las superficies de con-­ trol? 12. - GLa acci6n de las superficies de ­ control se genera par? 13... I.. La superficie de control coloca­ da atris del estabilizador horizcn tal se llama? 14. - l,Las superficies de control coloca­ das en los extremos del borde de ­ salida de las alas, se llaman? 15.

- l.La superficie de control colocada­ atr;fs del estabilizador vertical se llama? 16... leu,nes son los sistemas usados­ para accionar las superficies de control? 17. - Diga usted que son las a1etas c~ pensadoras. Describa usted su ­ acci6n. ----- 28 CAPITULO 4 SISTEMAS IDPERSUST ENTADORES Para ciertas condiciones de vue lq, es necesario variar el levantamlen­ to aSl como la resistencia al avance del avi6n. Por ejemplo en el despegue, a.! censo, descenso y aterrizaje; por esto~ a los aviones modernos se les ha dota-­ do de dispositivos para lograr el aum~ to del coeficiente de levantamiento y de resistencia al avance. Los dispos itivos mas usados c.£.

rno sistemas hipersustentadores son ­ las aletas de ala (Flaps) y las ranuras ­ (Slots ). ALETAS DE ALA (FLAPS). Son dispositivos colocados en el borde de salida del ala que tiene un mo­ vimiento simultaneo hacia abajo, incre­ rnentando de esta forma la combadura ­ de dicha ala. MENOR COMBADURA Con el uso de aletas, se obtiene un aumento de levantamiento, y de re-­ slstencia al avance, lograndose un fre­ no aerodinamico. Los efectos anotados permiten ­ a su vez efectuar descensos mas pro-­ nunciados para el aterrizaje sin aurnen­ to de velocidad, ventaja de gran conve­ nienc ia al entrar en campos con obsta-­ culos en sus cabeceras. Figura No. 70. -d +d COMBADURA Figura No.

70 MAYOR Las aletas posteriores (Flaps), se colocan en el borde de salida de las alas, girando hacia abajo, 6 corriend.£. se hacia atras y girando siendo las ­ mas usuales las siguientes: Figura No.71. Figura No, 69 PERFIL BASICO c_-~ COMUN c PARTIDA c ~ ZAP ~ RANURADA FOWLER Figura No. 71 De acuerdo con el tipo usado, el coeficiente de levantamiento aumenta ­ un porcentaje sobre el del perfil basico, al hacer uso de las aletas.Figura No. 72. Debido a que con el uso de ale-­ tas, el coeficiente de levantamiento maximo se obtiene a un angulo de ata-­ que menor, existe la tendencia al ate-­ rrizaje sobre el tren principal 6 en "dos puntos". 29 FOWLER PARTIDA COMUN BASICO Figura No.

72 Para evitar momentos inconve­ nientes de picada, las aletas deben ope rarse disminuyendo la velocidad del ­ avi6n con respecto a la de crucero nor­ mal, de acuerdo con las especificacio­ nes y tecnicas de vuelo de cada tipo de avi6n. Figura NO.73 ~'.~.~-- .. MA YOR VELOCIDA D SIN FLAPS. '~, :.?~ ~ ~~.- MENOR VELOCIDAD CON FLAPS Figura No. 73 Con el uso de aletas se obtienen las si­ RANURAS (SISTEMA SLA T-SLOT ~ . gUlentes ventajas: Consisten en una abertura (Slot) Mayor coeficiente de levantamien entre un pequeno perfil (slat) que se pr.!:: to permitiendo despega1" a menor velo­ longa a todo 10 largo de 1a envegadura ­ cldad. (6 parte de ella) y el ala principal.

Flg~ ra No.76 +~ Sin Flaps -v + V Figura No. 74 Mayor resistencia al avance~ 10­ grandose una carrera mas corta en el terreno para detener el avi6n. Figura No. 75. SLOT ~--------~--~ FHmra No. 76 d Existen ranuras fijas y ranuras m6viles. La ranura fija es aquella que ya esta impll'cita en la construcci6n del ala y cua1quiera que sea la actitud que ­ ... d el avi6n tome, siempre permanecera ~ cha ranura. Figura No. 77. Figura No. 75 I I I I RANURA FIJA RANURA MOVIL Figura No. 77 La ranura m6vil, se forma al ­ des plazarse automaticamente hacia ade lante una aleta que forma el borde de ­ ataque, de manera que a ,(ngulos de ata.­ que bajos, la aleta es empujada contra el ala cerrando la ranura.

A angulos de ataque altos, se produce un efecto de ­ succi6n sobre el ala, 10 que obliga a des plazar se a la aleta haCla adelante abriendo la ranura. Su funcionamiento se basa en la dlstribuci6n de presiones sobre el bor­ de de ataque, en funci6n del angulo de­ « ...--SLOT \ .C ~ SLAT -0( 31 Las ranuras permlten que a gr~ des angulos de ataque el flujo de alre p~ SE' par ella a gran velocidad evitando el despegue de los filetes de aire y logran~ do un aumento de CLo Retardando tam-­ bien de esta forma la presencia del des­ plO1ne. SIN RANURA CON /RANURA D-- SIN RANURA Figura No. 79 Figura No. 78 ClTESTIONARIO CAPITULO 4 1 - ~Para que sirven los sistemas hi-­ persustentadores de un avi6n? 2.

- ~Que efecto producen las a1etas so­ bre e1 perfil? 3. - lCon las a1etas se obtienen descen­ sos? 4 - l Con e1 uso de las aletas. y con respecto al perfil baslco, e1 C L ? s. - ~Con e1 uso de a1etas el aterrizaje se realiza con ve10Cldad? 6. - lCon el uso de aletas las carreras de atcrrizaje y despegue son? s. - ~ Con las ranuras se evita? 9. - ~Que tlpOS de ranuras existen') 10. - l Cuales son los tipos de aletas mas l.lsados? 11. - ~ Cua1 a1eta es mas efectiva » 12. - lCual a1eta es menos efectiva? 13.- ~Que es e1 sistema SLAT-SLOT­ en un ala? 33 CAPITULO 5 DESPLOMES Y BARRENAS Los accidentes atribuidos a des plome y barrenas han creado un mal ;;;. tendido acerca de tales maniobras.

Los desp10mes y barrenas son reacciones ­ norma1es del avi6n al uso de los contro les por e1 piloto. Un avi6n por sr mis-­ mo evitare! esas maniobras, 6 si es fo.:: zado a hacerlas podre! recobrarse s610. Los desplomes y barrenas no intencio­ nales suceden solo cuando un avi6n es ­ mal operado y forzado a vio1ar sus ten­ dencias normales. Cuando las alas del avi6n pier­ den su fuerza sustentadora, el avi6n ­ entra en desplome, los contro1es pier­ den eficiencia, la nariz se inclina hacia abajo y el avi6n cae re!pidamente. Si el avi6n gira durante e1 descenso, el des­ plome se convierte en barrena. Figura No.

8 a CAUSAS DE DESPLOMESo o sea que la perdida de sustentaci6n en La perdida de sustentaci6n que - las aeronaves puede ser causada por: produce un desplome es causada por un e!ngulo de ataque excesivo, 6 por una - 1. - Baja velocidad a igual e!ngulo de ata velocidad verdadera inferior a la mrni­ que. rna de sustentaci6n; para la mayorra de 2. - Angulo de ataque excesi vo a igual ve los aviones el e!ngulo de ataque efectivo locidad. maximo es aproximadamente de 200 Si el piloto hace que e1 ala sobrepase di-­ Si el e!ngu10 de. ataque se manti,!

cho e!ngulo, el e!rea de baja presi6n so­ ne constante y la velocidad disminuye~ ­ bre el ala que produce la mayor parte la fuerza de levantamiento tambien dis­ de la fuerza sustentadora. se destruire! minuye, llegando a una condici6n tal qtE por las turbulencias y el avi6n al per­ el peso de la aerOllave no es equilibracb der mucha de su fuerza sustentadora, - por el levantamiento, entrando la aero­ entrare! en desplome. Figura No. $0 nave a1 desp10me. 34 En vuelo recto y nivelado L: W .. 1- P CLSVZ; L yarra con VZ , a m~ yor velocidad mayor levantamiento y vi ceversa, como se muestra en la figura No. 81 L L: W l V = 80 Ki,> L W V- 100~ L>W L L>W Figura No.

81 Si la velocidad se mantiene CO':lS­ tante y el angul0 de ataque se aumenta. ­ el levantamiento seguira aumentando has ta llegar al lrmite del angul0 de ataque :­ maximo; a un mayor angulo de ataque, el levantamiento en lugar de seguir aumen­ tando, disminuye y la aeronave entrara e!1 desplome. En vuelo recto y nivelado L;: W 1- PCLSVZ; 1:. yarra con CL (que de­ pende del angulo de ataque) as(; antes del angulo de ataque maximo si el CL aumen tar aumen~a el levantamiento, sucedien­ do 10 contrario si el C L disminuye, co­ mo se muestra en la figura No. 82 v ) r,-v_> 35 f,---v_> Figura No.

82 DIAGNOSTIGO DEL DESPLOME" Un c£ngulo de ataque ex:.ces ivo y­ una velocidad inferior a la mlnilna de ­ desplome son las causas de los desplo­ meso Muchos aviones est<fn ahora equi­ pados con dispositivos de alarma de des plome que avisan al piloto la prox:.imi-­ dad de un desplome. En aviones qJe no estc£n equipados con este disp~sitivo, el instrumento mc£s confiable con que se ­ puede contar para detectar un desplome, es el velocrmetro. Ex:.cepto en casos de desplome causados por altos factores ­ de carga debidos a vueltas cerradas y­ subidas abruptas, hay una relaci6n de­ finida entre la velocidad del aire y las condiciones de des plome.

En efecto, ­ cualquier buen piloto que vuele un avi6n con el cual no este familiarizado, ascen dera a una altura suficiente y aprender<i las caracterlsticas de desplome del avi6n, en relaci6n con la velocidad del­ aire indicada. El proceso es exactameE, te como se muestra en la Figura No. 83 que ilustra el mecanismo de un desplo­ me. En e 1 momento en que sucede el desptome (etapa 3), el piloto notara la­ velocidad de aire indicada. Esto Ie dara la velocidad ex:.acta a la cual el avi6'1 se desplomara, cuando se aproxime para ­ un aterrizaje. Es tambien una cifra b<1­ sica de la cual se pueden computar las velocidades mc£s eficientes para as­ censos y planeo.

Durante los desplomes de pr<1c~ cas, si se cierra el acelerador compte­ tamente, el motor pudiera pararse, pa­ ra evitar esto, solo se debe cerrar par­ cialmente. Los desplomes no intencionales suceden m<1S frecuentemente cuando se esta girando. Esto se debe a que el avi6n entrara en desplome a una veloci dad mayor al dar una vuelta que en vue 10 recto. Estos desplomes pueden no dar ningun aviso y frecuentemente se convier ten en barrenas. <::::uando un avi6n banquea en un gi­ ro. la direcci6n de la sustentaci6n no es vertical hacia arriba, sino inclinada ha­ cia la horizontal.

AS1, la fuerza sus ten­ tadora desar rollada por las alas jala al avi6n hacia un lado, aSl como hacia arri baa Si el avi6n debe mantener su altitud durante el giro, la porci6n de la sus ten­ taci6n hacia arriba debe ser adecuada ­ para soportar el peso del avi6n. Conse­ 36 . ~I . i! ~~ ~ JI _t-­ WI"'-' -I 8 ~ _ , ~ II e -~ ~r , 37 cuente.rnente, en un giro la sustentaci6n total desarrollada por el ala debe ser ­ 'nayor '-;.ue la cantidad requerida para ­ 'uelo recto. La porci6n de la sustentaci6n to tal que jala el avi6n hacia un lade ( co;:;­ referencia al suelo), fuerza el avi6n a seguir una trayectoria circular. Al ha­ cerlo, opone la fuerza centrrfuga.

Obviamente, la velocidad mtni-­ Y'~a requerida para la sustentaci6n para mantener la altitud en vuelo recto, no ­ e;} suficiente para proporcionar la sus­ tentaci6n en un giro. La sustentaci6n ­ ·.~xtra para el giro debe ser proporcion!:. ,;Ja por un aumento en la velocidad.MieE:. \:ras mas fuerte sea el banqueo. mayor . ANGULO DE FACTOR DE BANQUEO MULTIPLICACION (grados) 20 1. 03 30 1. 07 40 1. 14 50 1. 25 60 1. 41 70 1. 71 80 2.40 Se debe notar que 1a velocidad ­ de desploIT1e aumenta rapidaIT1ente a m~ dida que el angulo de banqueo se acerca a la vertical.

A 900 , la sustentaci6n de las alas actUa horizonta1mente y no hay sustentaci6n vertical para mantener la altura en un giro, excepto IT1omentanea­ IT1ente. La tabla anterior muestra el principio de las velocidades de desplo­ me aUIT1entadas en los giros, pero no as debe ser la velocidad. Esta relaci6n es conocida y perIT1ite Conocer la velocidad aproxiIT1ada necesaria para evitar el desplome en un angulo deterIT1inado de­ banqueo. Un metodo para conocer la velo­ cidad de desplome aproxiIT1ada, para cualquier avi6n en un giro, esta dado por la siguiente tabla. Seleccione el ntJ­ mere en la columna 2, correspondiente al angulo de banqueo de la columna 1.

- Multiplicando ese numero por la veloci­ dad normal de desplome del avi6n, se ­ obtiene la velo~idad aproximada de des­ plome en la vuelta. La columna 3 mues­ tra los resultados de la c0IT1putaci6n pOi ra un avi6n con velocidad norIT1al de des ploIT1e de SO m. p. h. RESULTADO BASADO EN VELOCIDAD NORMAL DE DESPLOME DE 50 Mo p, H, 52 54 57 62 71 85 120 completamente confiable como guta, d~ bide a que los pilotos muy pocas veces se dan cuenta del angulo exacto de ban­ queo. AdeIT1as, los deslizamientos, de­ rrapes,condiciones de vientos fuertes y un IT1anejo abrupto de los controles, pro duciran desplome aun a una velocidad ­ por encIIT1<l. de la ca1culada.

El pi loto ­ debe entonces suplir e1 conocimien­ to obtenido por la tabla, "sintiendo!! su avi6n: 1a actitud de la nariz, el son~do del motor, la manera de responder de­ 38 los controles y especialmente la canti-­ dad de presi6n ejercida en el control del elevador. 'lECUPERACION DE DESPLOME. La prevenci6n de un desplome, 6 la recuperaci6n, puede hacerse slempre dejando de aplicar presi6n hacia atr<t's ­ c:m el control del elevador, 6 moviendo ­ :~l bast6n ligeramente bacia adelante. La adici6n de potencia tambi6n servira.

En un giro, un desplome puede ser impedi­ do nivelando las alas, cuando ocurra un desplome a baja altitud, un piloto debe ­ evitar su reacci6n normal de jalar el control del elevador. Debe reducir el <fn gulo de ataque y aumentar la potencia i!!, mediatamente. Desafortunadamente, g!:, n~:ralmente los desplomes inadvertidos ocurren a altitudes muy bajas para reco brarse. Adem<t's de los desplomes a alta velocida:d, los desplomes normales, los progresivos y los de vueltas, se deben­ mencionar otros tipos de desplome.

Cuando un avi6n es compensado­ con cola pesada, antes del aterrizaje, ­ una subita aplicaci6n de potencia produ­ cira una iuerte corriente de aire que ejercera una presi6n hacia abajo sobre­ el elevador. En algunos aviones esta presi6n producir<t' un cambio brusco en su actitud: aumentando el angulo de ata­ que 10 suficientemente como para produ cir un desplome inmediato. Para prey;;;: nir el desplome, se debe mover el con­ trol hacia adelante al aplicar la potencia. Se debe tener un cuidado espe- ­ cial al manejar los flaps. Cuando es tan bajados, y cambian la forma del ala de tal modo que aumenta la sustentaci6n y se reduce la velocidad a la que el avi6n entra en desplome.

Consecuentemente,­ el avi6n podra volar con seguridad a v.!::. locidades menores que las requeridas ­ de otro modo. Cuando los flaps se han­ subido, el avi6n tiende a hundirse, de­ bido a la p6rdida de la sustentaci6n adi­ cional. Para contrarestar esto, el pilo­ to subir<t' la nariz jalando el control del elevador 'I aumentando el <t'ngulo de ata­ que. Este proceso es satisfactorio si el avi6n est<t' volando a una velocidad por encima de la de desplo-;:ne, pero si la v~ locidad es cri1:ica en el momento de su­ bir los flaps, este movimiento produce un desplome inmediato. CUESTIONARlO CAPITULO 5 1. - lA que se debe la p6rdida de sus ten taci6n? 2.

- lC6mo yarra la sustentaci6n cuando se mantiene constante el <t'ngulo de ataque, y se disminuye la velocidad? 3. ­ lQu6 sucede con el levantamiento - si se mantiene la velocidad cons­ tante y se disminuye el <t'ngulo de­ ataque? 4. ­ ;..Al sobrepasar el ala el angulo de ataque m<t'ximo efectivo, la turb:.l­ lencia hace que: 39 S. ­ lGuando un avi6n pierde su fuerza­ sustentadora qu6 sucede? 6. ­ lSi el avi6n gira durante e1 desp1o­ me, ~ste se convierte en? 7. - lLos desplomes no intenciona1es ocurren mc!s a menudo durante la­ ejecuci6n de qu6 maniobra? 8, ­ lEn un banqueo, mientras mayor - sea e1 c!ngu10 de banqueo, qu~ su­ cede con 1a componente vertical - de 1a sustentaci6n? 9.

- lFara que 1a componente vertical - de la sustentaci6n permanezca constante es necesario que la sus­ tentaci6n? 10. ­ lPara un mismo avi6n~ sin variar 1a a1titud, 1a ve10cidad de desplo­ me? 11. ­ lGuanto vale a 90 grados, la com­ ponente vertical de la sustentaciOl 12. ­ GQue se debe hacer al entra r desplome? en un 40 CAPITULO 6 ESTABILIDAD La estabilidad es la propiedad ­ de un cuerpo de regresar por sus pro-­ pios medios a su condici6n de equilibrio, despues de haber sido alterado de dicha condici6n. EQUILIBRIO EQUILIBRIO.

Existen tres clases de equilibria: EQUILIBRIO ESTABLE: Cuando a1 apartar a un cuerpo ­ de su posici6n de equilibrio se originan fuerzas 6 momentos que 10 regresan a ­ su posici6n original. El equilibrio esta­ ble es la estabilidad. Figura No. 86. Figura No. 84 Un cuerpo esb! en equilibrio cuando todas las fuerzas y momentos ­ que actUan sobre el se neutralizan unas a otras. Es decir estarc{ en equilibria, ­ cuando la suma total de las fuerzas sean cero y la surna de los rnomentos de las­ fuerzas con respecto a un centro sea c~ roo L D w T-D=O L - W: 0 ... .... Figura No.

86 EQUILIBRIO INESTABLE: Cuando a1 apartar a un cuerp::> ­ de su posici6n de equilibrio se originan fuerzas 6 mornentos que 10 separan aun mc{s de su posici6n original. Figura No. 87. Figura No. 85 Figura No. 87 EQUILIBRIO INDIFERENTE: Cuando al apartar al cuerpo de ­ 'u posici6n de equilibrio no se produ-­ t:en fuerzas 6 momentos que 10 regre- .. sen 6 10 alejen de su posici6n original, sino que se queda en la posici6n a la que se movi6. La estabilidad se puede lograr de dos maneras. dependiendo de la for­ ma de regresar a au eatado de equili-­ b.do. A estas dOB formas se les llama: i2!stabilidad estatica y estabilidad dinc{mi ca. ESTABILlDAD ESTATICA. Un avi6n es estctticamente eata­ ble.

si en cualquier desplazamiento de su posici6n de equilibrio, manteniendo fijos los controles, se producen fuerzas 6 momentos que Henden a llevarlo a su posici6n original en un solo movimiento. Figura No. 88 ESTABILlDAD DINAMICA. Un avi6n es dinc{micamente esta ble. cuando al apartarse de su posici6n de equilibrio por alguna causa cualquie­ raJ sin mover sus mandos, aparecen ­ 41 fuerzas 6 momentos que 10 regresen a ­ la posici6n original con una oscilaci6n ­ decreciente 6 amortiiguada.Figura No. 89 Figura No. 89 Un avi6n excesivamente estable resultarc! poco maniobrable. oponiendo­ se a cambiar la direcci6n del vuelo. es decir tendrc!

mayor resistencia a la ac­ ci6n de los mandos y por el contrario. ­ para que un avi6n sea maniobrable nec~ sita ser muy inestable. Por ejemplo un avi6n acrobc{tico necesita ser inestable. para poder ser maniobrable. ESTABILIDAD DE UN A VIONo Existen tres diferentes estabili-­ dades sobre un avi6n. ESTABILIDAD LONGITUDINAL. Es la que presenta el avi6n alr~ dedor de su eje transversal. Figura 90. EJE TRANSVER AL Figura No. 90 42 Un avi6n tiene estabilidad longi­ tudinal, cuando despues de ser aparta­ do de su trayectoria horizontal, se ori­ ({ina un momento que tiende a volverlo­ a su ruta original, girando alrededor ­ de su eje transversal.

El principal fac­ tor que afecta esta estabilidad es la po­ sici6n del centro de gravedad. Una ala aislada, generalmente ­ ~o es estable, por 10 que en un avi6n se c-oloca otra pequefia ala detras de la prin cipal llamada estabilizador horizontal, :­ 6 plano fijo horizontal. Figura No. 91. 1 ( C. G. Figura No. 91 ESTABILlDAD DIRECCIONAL. Es la que presenta el avi6n alre­ dedor de su eje vertical. Figura No. 92. E ' M Je VertiCal~ Figura No. 92 Un avi6n tiene estabilidad direc­ cional, cuando despues de ser apartado de su trayectoria, se origina un mome!: to que tiende a volverlo a su posici6n ­ original, girando alrededor de su eje ­ vertical. Para proporcionar estabilidad di­ reccional.

se han dispuesto en el avi6n el estabilizador vertical 6 plano fijo ve!. tical y las alas con cierta flecha. Figu ra No. 93. Figura No. 93 43 ESTABILlDAD LATERAL. Es la que presenta el avi6n aIr!. ANGULO DIEDRO (b) dedor de su eje longitudinal.Figura No.94 Es el c(ngulo formado entre e 1 plano longitudinal de las alas y el plano transversal del avi6n. Figura No, 96 Figura No. 94 Un avi6n tiene estabilidad late-­ hal, cuando despuea de ser apartado de su posici6n original. se origina un mo­ mento que tiende a volverlo a esa poai­ ci6n haciendolo girar alrededor de au ­ eje longitudinal. Para proporcionar es­ tabilidad lateral existen dos eatabiliza­ dores; el horizontal y el vertical.

y el angulo diedro. Figura No. 96 +S Figura No. 95 14 CUESTIONARIO CAPITULO 6 1. - l A la propiedad de un cuerpo de ­ regreaar a su condici6n estable ­ despu~s de a,lterar au equilibrio,­ se Ie llama? 2. - lCuando un cuerpo logra el equili-­ brio? 3. - (,Cualea son las tres clases de equi librio existentes? 4. - Definir el equilibrio Estable. _. - Definir el equilibrio Inestable. 6. - Definir el equilibrio Indiferente: 7. - Definir estabilidad Estatica: 8. - Definir estabilidad Dinamica: 9. - Un avi6n excesivamente estable re sulta : 10. - lUn avi6n militar debe ser? 11. - lSobre que' ejes se logra la estabili dad de un avi6n? 12. - lLa estabilidad longitudinal es con respecto al eje? 13.

- lLa Estabilidad direccional es con respecto al eje? 14. - l La estabilidad lateral es con res­ pecto al eje? 15. - "Que es el angulo diedro? 16. - l Que es el flechado del ala? 45 CAPITULO 7 MANIOBRAS PLANEO. (d) DISTANCIA DE PLANEO. Durante el vuelo en planeo. se - Es 1a longitud de una l(nea hori­ considera que no existe fuerza de trac-­ zontal desde el punto en que una aerona­ ci6n. par 10 que d.nicamente existen - ­ ve empieza su planeo hasta el punto en ­ tres fuerzas. et-levantamiento. e1 peso que 10 termina. Figura No. 99. y 1a resistencia a1 avance. Figura No.97. h Figura No. 97 L = Levantamiento W =. Peso D = Resistenc.ia &1 A-vance (f;,)ANGU LO DE PLANEO.

Es e1 c(ngulo formado por una h"e. rizonta1 y la trayectoria descrita por e1 avi6n. d = Di s tancia de Pianeo Figura No.9' La distancia de planeo, es dire~ tamente proporcional a la altura en que se empieza e1 planeo e inversamente proporciona,l al c(ngulo de pla,neo. Figura No. 98 +d. Figura No. lOO El ;,(ngulo de planeo para cierta velocidad depende de las caracterrsti­ cas aerodiruimicas del avi6n. El ;,(ngulo de planeo depende in­ versamente de la fiaaza 6 rendimiento aerodiru!mico del avi6n, esto es, inver so de la relaci6n L total. -D La velocidad de planeo depende, ademc!s del ;,(ngulo de planeo,de las ca­ racteri'sticas del avi6n y de la densidad del aire.

La velocidad de planeo disminu­ ye a medida que el avi6n descie:nde, ya que la densidad del aire aumenta. Figu ra No.lOl. ­ -I Figura No. 101 En la prcCctica, para tener un c!2, gulo de ataque fijo' (cons tante ), s e mantiene una cierta velocidad indicada­ durante el descenso en planeo. Para cada tipo de avi6n y cada ­ peso total que lleve, habrcC una determi nada veloc idad, para cada cCngulo de pia. neo. La mayor distancia de planeo des­ de una altura determinada sobre el terre no ser;,( dada por el menor c!ngulo de pI!;. neo que corresponda a cierta velocidad. VIRAJE.

Al efectuarse un cambio de dire::: - ci6n, el avi6n tiende a mantener su mo­ vimiento en li'nea recta debido a la iner­ cia. Aparece entonces la fuerza llamada centri'fuga que trata de sacar al avi6n de su trayectoria. En el viraje equilihrado aparece 47 la reacci6n a la fuerza centrrfuga. 11a-­ mada centrtpeta. la cual pone en equili­ :>rio al sistema. Fcf . / / / . l Figura No., 102 La fuerza centrrpeta se obtiene inclinando hacia abajo el ala del lado ha ,-' ia el que se desea producir el viraje. Figura No. l03. Figura No. 103 Un viraje es perfecto, cuando la fuerza centrtpeta iguala a i,-_;:L la centri'fuga. i'V : Fcf I_Y5E_, I I I I / Fcp=Fcf ~.----- Figura No.

104 La fuerza centr(peta es una co~ ponente de las fuerzas de levantamiento. Por consecuencia en un viraje ­ existiran las fuerzas: Levantamiento (descompuesta en dos componentes, una horizontal y otra vertical). peso, trac-­ ci6n.resistencia al avance y fuerza cen· trtfuga. Figura No. lOS L' I I " I "" I ----"­ L'. W Fcp = Fcf Figura No. 105 48 La fuerza centrlpeta necesaria ­ para desviar la trayectoria recta y con vertir1a en circular, tambien depende-= ra de la velocidad a la que va el m6vil. Figura No.106. Fcp --­ -<>--=~-=- Figura No. 106 Mientras mayor sea la velocidacl., mayor tendra que ser la fuerza. centrl-­ peta pa.ra producir un movimie~to circu , ­ lar de un radio determinado.

Figura No, 107. ! \ l Figura No. 107 Mientras mayor sea la masa del avi6n,mayor debera ser la £uerza centrl peta. para producir un movimiento circ.:! lar de un radio determinado, Al e£ectuar el avi6n un viraje. la fuerza centrlpeta se obtiene de la compo nente horizontal del levantamiento cuan­ do este inclina su ala hacia un lado, ­ y como e1 levantamiento depende del pe­ so del avi6n resulta que para dar un vir.:, je de un radio determinado, sin derrapar 6 resba1ar el radio del viraje dependera unicamente de la velocidad a que vue1a ­ el avi6n y de 1a inclinaci6n que se Ie de­ al ala (angulo de banqueo). sin tener que tomar en cuenta su peso. Figura No.108. «.:~.~:~~..

'..,....~':....~ Figura No. 108 Para un viraje C01"recto, la com ponente vertical del levantamiento (LIT debe ser de la misma magnitud que el e:.. so del avi6n, 1a componante horizontal ­ (fuerza centrlpeta) debe ser de la misrra magnitud que la fuerza centrlfuga. Por 10 anterior, para efectuar ­ un viraje perfecto, el levantamiento to­ tal debe ser mayor que el necesario pa­ ra vuelo horizontal. Para aumentar 1a ­ sustentaci6n sera necesario aumentar el angulo de ataque del ala, si se manti.!: ne constante la ve10cidad, 6 aumentar ­ la velocidad sin variar el angulo de ata.­ que. En ambos casos sera necesario a,!;: mentar 1a potencia del motor, ya que la resistencia al avance aumenta.

49 A mayor velocidad del avi6n. pa­ Para reducir el radio del viraje ra un mismo c{ngulo de banqueo. el radio (R), a una cierta velocidad, tendra que del viraje (R) deberc{ de ser mayor. Fi­ aumentarse el cingulo de banqueo. Fig~ gura No. 109 ra No. 110. -v -R -p Figura No. 109 Figura No. 110 CUESTIONARIO CAPITULO 7 1. - lQue fuerzas existen durante el vue 5. - La distancia de planeo es inversa-­ 10 !,,!n planeo? mente proporcional al 2. - El cingulo formado por una horizon­ 6. - loe que depende el cingulo de planeo? tal y la trayectoria del avi6n se lla­ ma. 7. - l De que depende la velocidad de de!, censo del avi6n? 3.

- La longitud de una lInea horizontal desde el punto en que una aeronave inicia su planeo basta que 10 termi­ na se conoce como: 8. - lPor que la velocidad de planeo dis­ minuye a medida que el avi6n des-­ ciende? 4. - La distancia de planeo es directa-­ mente proporcional a la: 50 " 9 . - c!.por qu~ si seefectUa un cambio .. 15. -Mientras mayor es la velocidad, ~ - 4e. direcc:;i6n. el avi6n tiende a mantener au movimiento original? 10. - En un viraje al cambiar de direccim aparece una fuerza que trata de sa­ car al avi6n de su trayectoria, que se llama. 11. - En el viraje equilibrado, la fuerza .. que se opone a la fuerza centri1.Uga es: 12. - lC6mo se obtiene la fuerza centrl­ peta? 13.

- La fuerza centrrpeta es una compo.. nente del: 14. - Las 'fuerzas que existen en un vira­ je son: ra producir un movimiento circu-­ lar de radio…