01 Aerodinamica

AERODINAMICA
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En vuelo nivelado la actitud, direccin y velocidad del avin
CAPTULO 1 - PRINCIPIOS DE VUELO permanecen en equilibrio, hasta que uno o ms cambios de
actitud en las fuerzas bsicas son producidos. En el vuelo
normal las fuerzas contrarias estn en equilibrio. La
INTRODUCCIN sustentacin y la traccin son consideradas como fuerzas
positivas, mientras que el peso y la resistencia son
Hay ciertas leyes de la naturaleza o fsicas que se aplican a consideradas como fuerzas negativas, y por consiguiente la
cualquier objeto que se levanta de la tierra y se mueva a suma de las fuerzas contrarias ser cero. En otras palabras, el
travs del aire. Analizar y determinar la actuacin de un avin, peso es igual a la sustentacin y la traccin es igual a la
bajo las condiciones en que opera es importante para que los resistencia
pilotos tengan todo el conocimiento como sea posible, acerca
de las leyes y principios que se aplican al vuelo. Cuando se aplica presin en los mandos de un avin, una o
Los principios del vuelo discutidos en este captulo estn ms de las fuerzas bsicas cambian su magnitud, y se
dirigidos principalmente a pilotos principiantes, y no se piensa sobreponen sobre las fuerzas contrarias, causando que el
en detallar o dar una explicacin completa de las leyes avin acelere o baya en direccin de la fuerza aplicada. Por
complejas de la Aerodinmica. ejemplo, si la potencia es aplicada (aumenta la traccin) la
altitud se mantiene y el avin acelerar.
FUERZAS QUE ACTAN EN UN AVIN EN VUELO Cuando se aumenta la velocidad, la resistencia se
incrementa, hasta un punto de equilibrio donde la resistencia y
En vuelo, hay ciertas fuerzas que actan en un avin. Es la la traccin son iguales de nuevo y el avin continuar en vuelo
tarea principal de un piloto controlar estas fuerzas, como ser normal a una velocidad ms alta. Otro ejemplo ser, que si la
dirigir la trayectoria de vuelo, o controlar la velocidad del avin potencia es aplicada en vuelo nivelado y una actitud de
de una manera segura y eficiente. Para conseguir esto, el ascenso es establecida, la fuerza de sustentacin podr
piloto debe entender estas fuerzas y sus efectos. aumentar en el elevador trasero durante el tiempo que la
Se debe considerar cuatro fuerzas bsicas aerodinmicas que presin sea aplicada; pero despus de establecer una razn
actan en un avin durante el vuelo, estas fuerzas actan en de ascenso la sustentacin ser aproximadamente igual al
un avin durante todas las maniobras y son: (Figura 1-1) peso. El avin no podr ascender porque la sustentacin es
mayor que en vuelo nivelado, pero la traccin es mayor que la
Sustentacin resistencia, porque un componente de traccin que se
Gravedad (el peso) desarrolla cuando acta hacia arriba, perpendicular a al
Traccin trayectoria de vuelo.
Resistencia Los fabricantes hacen un esfuerzo para aumentar la
performance de los aviones aumentando la eficacia de las
fuerzas deseadas como la sustentacin y la traccin mientras
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Traducido por William Phillips B.
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buscan reducir tanto como sea posible las fuerzas indeseables Antes de seguir discutiendo sobre las cuatro fuerzas, ser til
como el peso y la resistencia. definir algunos de los trminos usados extensivamente en esta
seccin.
AceleracinCoeficiente de aumento de velocidad de un

cuerpo en movimiento, en un tiempo determinado.
Plano Aerodinmico Superficie diseada en forma tal que
al moverse por el aire a cierta velocidad produce una reaccin
dinmica til. (Figura 1-2)
Angulo de Ataque Es el ngulo formado entre la cuerda
aerodinmica y la direccin del viento relativo. (Figura 1-3)
(Figura 1-1)
Trminos y Definiciones
(Figura 1-3)
Angulo de IncidenciaFormado por la cuerda del ala con

respecto al eje longitudinal del avin. Esta determinado por el
diseo del avin y es el ngulo a que el ala se ata al fuselaje.
Por consiguiente, es un ngulo fijo y no puede ser cambiado
por el piloto. El ngulo de incidencia no debe confundirse con
el ngulo de ataque. (Figura 1-4)
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Viento relativo Es el flujo del aire que produce el avin al
desplazarse. El viento relativo es paralelo a la trayectoria de
vuelo y de direccin opuesta. (Figura 1-6)
Velocidad Es la distancia atravesada en un tiempo dado.
Curvatura Es la curvatura del ala, desde el borde de

ataque al borde de salida, la curvatura superior es referida al
extrads (superficie superior) la curvatura inferior es referida al
intrados
(superficie inferior), la curvatura media a la equidistante a
ambas superficies, aunque se pueda dar una cifra absoluta, lo
normal es que se exprese en % de la cuerda (Figura 1-5)
Vectores Son la representacin grfica de una fuerza
CuerdaLnea recta imaginaria trazada desde borde de dibujada como una lnea recta que indica la direccin por una
ataque al borde salida de un plano aerodinmico. (Figura 1-4) flecha y magnitud por su longitud. Cuando un objeto est
ComponenteUna de las varias fuerzas o partes de una actuando es por dos o ms fuerzas, el efecto combinado de
combinacin de fuerzas. Se ilustra el componente de estas fuerzas puede ser representado por un vector resultante.
Sustentacin vertical y el componente de Traccin horizontal. Despus de que los vectores han estado resueltos, el
(Figura 1-5) resultante puede medirse para determinar la direccin y
magnitud de las fuerzas combinadas. (Figura 1-7)
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Velocidad Es la aceleracin o una proporcin de
movimiento en una cierta direccin. Sustentacin
Superficie Alar Es la superficie total de las alas (en pies
cuadrados) que incluye las superficies de control y puede La sustentacin es la fuerza ascendente creada por un plano
incluir el rea alar cubierta por el fuselaje (el cuerpo principal aerodinmico cuando se mueve a travs del aire. Aunque la
del avin), y las barquillas del motor. sustentacin puede ser ejercida por algunas o por muchas
Diseo del ala Son las formas o diseos de un ala. Pueden partes externas del avin, existen tres planos aerodinmicos
ser de diferentes diseos, largas y delgadas, cortas y principales que son las alas del avin, las hlices y las
rectangulares o varias formas ms. (Figura 1-8) superficies horizontales de cola.
Para entender cmo las alas del avin producen sustentacin,
deben repasarse el Principio de Bernoulli y una de las Leyes
de Newton.
El Principio de Bernoulli dice en parte que la presin interior
de un fluido (lquido o gas) disminuye en los puntos dnde la
velocidad de los fluidos aumenta. En otros trminos, el flujo
de velocidad alto esta asociado con la presin baja, y flujo de
velocidad bajo con la presin alta.
Este principio esta hecho aparentemente por los cambios en la
presin de fluido que fluye dentro de una caera dnde el
dimetro interior de la caera disminuye, similar a un tubo
venturi (Fig. 1-10). En la seccin ancha de la caera los flujos
de fluidos a ms baja velocidad, producen una presin ms
alta. Cuando la caera se estrecha, todava contiene la
misma cantidad de fluido; pero el pasadizo se estrecha, los
flujos fluidos van a una velocidad ms alta que produce una
baja presin. Este principio tambin es aplicable a un ala,
desde el momento en que se disea y construye con una
curva o comba (Figura 1-10).
Cuando los flujos areos a lo largo de la superficie del ala

Envergadura del ala Es la distancia mxima del extremo de superior, viajan una distancia mayor que la corriente de aire a
un ala al extremo de la otra ala. lo largo de la superficie inferior del ala. Por consiguiente, como
establece el Principio de Bernoulli, la presin sobre el ala es
menor que la de debajo del ala, mientras se genera una fuerza
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de Sustentacin encima de la superficie encorvada superior
del ala en direccin de la presin baja.
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El Principio de Bernoulli aplicado al plano aerodinmico. La sustentacin acta hacia arriba y perpendicular al viento
relativo y a la envergadura del ala.
Hay una igual reaccin opuesta subsecuentemente para cada (Figura 1-11) Aunque la sustentacin se genera encima del ala
accin (la tercera Ley de Newton del Movimiento), una fuerza entera, un punto imaginario se establece y se representa
ascendente adicional se genera en la superficie inferior del ala como la resultante de todas las fuerzas de Sustentacin. Este
desviando el aire que se extiende hacia abajo. (Figura 1-10) punto se llama centro de Sustentacin, a veces llamado el
As ambas desarrollan baja presin sobre el ala y una centro de presin. La situacin del centro de presin es
reaccin de las fuerzas en direccin del aire en la superficie relativa al centro de gravedad (peso) y es muy importante
baja del ala contribuyendo a la Sustentacin total generada. desde el punto de vista de la estabilidad del avin. Este punto
La cantidad de Sustentacin generada por el ala depende de se cubrir despus en ms detalle.
varios factores:
1. la velocidad del ala a travs del aire,

2. el ngulo de ataque,
3. el diseo del ala,
4. rea alar, y
5. la densidad del aire.
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Gravedad (Peso)
Traccin
La gravedad es la fuerza descendente que tiende a llevar
todos los cuerpos verticalmente hacia el centro de la tierra. El La hlice actuando como un plano aerodinmico, produce la
centro de gravedad del avin (CG) es el punto en el avin en traccin, o fuerza delantera que tira al avin a travs del aire.
el que se considera que todo el peso se concentra. Por Recibe su poder directamente del motor, y se disea para
ejemplo, si se suspendiera un avin de una soga atada al cambiar de sitio una masa grande de aire hacia atrs, este
centro de gravedad, el avin quedara equilibrado. (Figura 1- desplazamiento posterior desarrolla la traccin hacia delante
12) que lleva el avin a travs del aire. Esta Traccin debe ser
muy fuerte para neutralizar las fuerzas de resistencia y para
dar el movimiento hacia delante deseado por el avin.
La direccin de esta fuerza de Traccin es llamada lnea de
Traccin.
Resistencia
La resistencia es la fuerza posterior que se resiste el

movimiento hacia adelante del avin a travs del aire. La
resistencia acta paralela y en la misma direccin que el
viento relativo. (Figura 1-13)
El centro de gravedad se localiza a lo largo del eje longitudinal

del avin (la lnea imaginaria de la nariz a la cola) y en un
punto cerca del centro de Sustentacin del ala. La situacin
del centro de gravedad depende de la colocacin del peso de
la carga y los pasajeros dentro del avin. Esto se controla a
travs del peso y los clculos de balance hechos por el piloto
antes del vuelo. La situacin exacta del centro de gravedad
es importante durante el vuelo, debido a su efecto en la
estabilidad del avin y su actuacin.
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Cuanto ms aerodinmico es un objeto menos
Cada parte del avin que se expone al aire mientras el avin resistencia parsita produce.
est en movimiento produce un poco de resistencia y Cuanto ms denso y pasado es el aire en el que se
contribuye a la resistencia total. La resistencia total puede ser mueve el avin, mayor resistencia parsita produce.
clasificada en dos tipos principales: Cuanto ms grande de tamao es el objeto en la
corriente de aire, mayor resistencia parsita produce.
Resistencia Inducida Con aumentos de velocidad, la cantidad de resistencia
Resistencia Parsita parsita aumenta. Si la velocidad se dobla, la
resistencia parsita se cuadruplica.
Resistencia Inducida
La resistencia parsita puede ser clasificada en forma
La resistencia inducida es el producto indeseable pero resistencia de friccin superficial, o resistencia por
inevitable de la sustentacin, y se incrementa en una interferencia. Esta forma de resistencia es causada por el rea
proporcin directa a los aumentos en el ngulo de ataque. Un frontal de los componentes del avin que son expuestos a la
mayor el ngulo de ataque o un ngulo crtico, o mayor la corriente de aire. Una reaccin similar se ilustra en la (Figura
cantidad de Sustentacin desarrollara mayor resistencia 1-14), dnde el lado de un plato llano se expone a la corriente
inducida. La corriente de aire alrededor del ala se desviara y de aire. Esta Resistencia se causa por la forma del plato, y es
se extender hacia abajo, mientras se produce una la razn para hacer necesaria una forma aerodinmica para
componente posterior al vector de Sustentacin que es la aumentar la eficacia del avin y su velocidad. Tambin en la
resistencia inducida. La cantidad de aire desviado hacia abajo Figura 1-14 se ilustra que cuando la cara del plato es paralela
se incrementara con ngulos de ataque ms altos; por a la corriente de aire, la parte ms grande de la resistencia es
consiguiente, l ms alto ngulo de ataque o la disminucin de una friccin superficial.
velocidad del avin resultara en una mayor Resistencia
Inducida.
Resistencia Parsita
La resistencia parsita es la resistencia del aire producida por

cualquier parte del avin que no produce Sustentacin.
Varios factores afectan la resistencia parsita, cuando cada
factor es considerado independientemente, debe asumirse
que otros factores permanecen constantes. Estos factores
son:
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La resistencia por friccin superficial que se causa por aire La fuerza de Traccin puede ser controlada hasta cierto punto
que pasa encima de las superficies del avin aumento por el piloto. Cargando el avin apropiadamente, retractando
considerablemente si las superficies del avin son speras y el tren de aterrizaje y los flaps cuando no los use, y
sucias. manteniendo la superficie del avin limpia, todas estas ayudas
La resistencia por interferencia se causa por la interferencia a reducirn resistencia total.
la corriente de aire entre las partes adyacentes del avin,
como la interseccin de alas y las secciones de la cola con el La relacin entre el ngulo de Ataque y la Sustentacin
fuselaje. Se usan contornos aerodinmicos para hacer
aerodinmicas estas intersecciones para reducir la resistencia Como se declaro previamente, el ngulo de ataque es el
por interferencia. ngulo formado entre el viento relativo y la cuerda del ala.
La resistencia total del avin esta determina por la cantidad de Con ngulos pequeos de ataque mayor la sustentacin del
Traccin requerida a una velocidad aerodinmica dada. ala como resultado de la diferencia en la presin entre las
(Figura 1-15) se ilustra la variacin en la resistencia parsita, superficies superiores y las inferiores (Principio de Bernoulli).
inducida, y la resistencia total con la velocidad dada para un La Sustentacin adicional se genera por una reaccin igual y
avin tpico en el vuelo recto y nivelado. La traccin debe opuesta de la corriente de aire al desviarse y extindase hacia
igualar a la resistencia en el vuelo nivelado; por consiguiente, abajo del ala (Ley de Newton). Cuando el ngulo de ataque se
la curva para la resistencia total tambin representa la aumenta la corriente de aire es obliga a viajar ms
Traccin requerida. rpidamente debido a la mayor distancia encima de la
superficie superior del ala, mientras se crea una diferencia de
presin mayor entre las superficies superiores y las inferiores.
Al mismo tiempo la corriente de aire se desva hacia abajo y

se extiende a un ngulo mayor, causando una reaccin
opuesta y aumentada. La diferencia del aumento de presin
aumenta la sustentacin y este aumento opuesto aumenta
tambin la resistencia. Por consiguiente cuando el ngulo de
ataque se aumenta, la sustentacin se reduce con un ngulo
crtico de ataque. (Figura 1-16)
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Cuando el ngulo de ataque se aumenta aproximadamente Cuando el ngulo crtico de ataque es alcanzado, la corriente
18 a 20 (ngulo crtico de ataque) en la mayora del plano de aire turbulenta aparece cerca al borde de fuga, con ngulos
aerodinmico la corriente de aire no puede seguir ya la de ataque mas altos se extiende rpidamente hacia adelante
curvatura superior del ala debido al cambio excesivo en la y encima de la superficie del ala superior. (Figura 1-17). Esto
direccin. Cuando se aproxima al ngulo de ataque crtico la produce un aumento sbito en la presin en la superficie del
corriente de aire empieza a separarse desde la parte trasera ala superior y una prdida considerable de la sustentacin.
de la superficie del ala superior. Cuando el ngulo de ataque Debido a la prdida de Sustentacin y aumento de resistencia,
se aumenta ms los movimientos de separacin se remiten al la Sustentacin restante es insuficiente para poder apoyar el
rea de la comba ms alto. Esto causa un arremolinamiento o avin, y la perdida del ala se produce.
burbujeo del aire que intenta seguir en la superficie superior Para recuperarse de una perdida, el ngulo de ataque debe
del ala. disminuirse para que la corriente de aire pueda fluir una vez
ms fcilmente encima de la superficie del ala. Recuerde que
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el ngulo de ataque es el ngulo entre la cuerda del ala y el La relacin entre Sustentacin y el Peso en Vuelo Recto
viento relativo, no la cuerda del ala y el horizonte. Por y nivelado
consiguiente, un avin puede entrar en perdida en cualquier
actitud de vuelo con respecto al horizonte, si el ngulo de Un componente de Sustentacin es la fuerza ascendente en el
ataque es aumentado s ira hacia un ngulo crtico de ataque. ala, siempre acta perpendicular a la direccin del viento
relativo. En vuelo recto y nivelado (altitud constante) la
La relacin entre Traccin y Resistencia en vuelo recto y sustentacin se iguala al peso del avin. Cuando la
nivelado sustentacin y el peso estn en el equilibrio, el avin no gana
ni pierde altitud. Si la sustentacin decrece con relacin al
Durante el vuelo recto y nivelado, Traccin y Resistencia son peso, el avin entrar en un descenso; si la sustentacin
iguales si una velocidad aerodinmica es mantenida aumenta con relacin al peso, el avin ascender. Una vez el
constante. Cuando la Traccin de la hlice se aumenta, la ascenso o el descenso se establece, la relacin de las cuatro
Traccin momentneamente exceder a la resistencia y la fuerzas ya no ser igual que en el vuelo recto y nivelado. Sin
velocidad aerodinmica aumentar, con tal de que el vuelo embargo, para los propsitos prcticos la sustentacin todava
recto y nivelado se mantenga. Como fue declarado se igualara al peso para ngulos pequeos de ascenso o
previamente, con un aumento en la velocidad aerodinmica, la descenso.
resistencia aumenta rpidamente. Con una velocidad
aerodinmica ms alta la traccin y la resistencia de nuevo Los factores que Afectan a la Sustentacin y la
igualan las fuerzas y la aceleracin de nuevo se pone Resistencia
constante.
Si todo el poder disponible se usa, la traccin alcanzar un Varios factores influyen en la sustentacin y la resistencia y se
mximo, la velocidad aerodinmica aumentar hasta incluyen a continuacin:
resistencia y la traccin sean iguales, y una vez ms la
velocidad aerodinmica se volver constante. sta ser la rea del ala
velocidad de tope para este avin en esa configuracin y La forma aerodinmica
actitud. El Angulo de ataque
Cuando la traccin es menor que la resistencia, el avin La velocidad aerodinmica
disminuir la velocidad a una velocidad aerodinmica ms La Densidad del aire
lenta, si el vuelo recto y nivelado se mantiene, la traccin y la
resistencia se igualaran de nuevo. Claro si la velocidad Un cambio en cualquiera de estos factores afecta la relacin
aerodinmica se pone demasiado lenta, o ms precisamente, entre sustentacin y resistencia. Cuando la sustentacin
si el ngulo de ataque es demasiado alto, el avin entrara en aumenta, la resistencia aumenta, o cuando el sustentacin
perdida. disminuye, la resistencia tambin disminuye.
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El efecto de rea del Ala en la Sustentacin y la forma del plano aerodinmico y adversamente afectar todos
Resistencia los aspectos de la actuacin del avin sobre su mando.
Cuando se forma hielo en el plano aerodinmico, sobre todo
La sustentacin y la resistencia que actan en un ala son el borde de ataque, el flujo de aire encima del ala se rompe.
proporcionales al rea del ala. Esto significa que si el rea del Esta ruptura de la corriente de aire causa que el ala pierda
ala se dobla en tamao, la sustentacin y la resistencia parte o toda su eficacia de sustentacin. Tambin la
creadas por el ala se doblaran tambin. resistencia aumenta substancialmente.
Incluso una capa ligera de escarcha en las alas puede impedir
El efecto de la forma del plano aerodinmico en la a un avin despegar porque el flujo de aire encima de la
Sustentacin y la Resistencia superficie del ala se romper y la capacidad de Sustentacin
del ala se destruir. Aun ms riesgoso ser despegar con
Generalmente, la mayor curvatura en la superficie superior de escarcha en el ala, porque podr afectar el control y la
un plano aerodinmico, ms Sustentacin produce (hasta actuacin del avin adversamente. Ser sumamente
cierto punto). Las alas de alta Sustentacin tienen una importante que toda la escarcha, nieve y hielo se quiten del
curvatura convexa grande en la superficie superior y cncava avin antes del despegue.
en la superficie inferior. La mayora de los aviones tiene flaps
que cuando bajan causan que un ala ordinaria se aproxime a El efecto del diseo del Ala en la Perdida
esta condicin aumentando la curvatura de la superficie
superior y creando una superficie cncava en la parte inferior, El tipo de diseo del ala para un avin en particular depender
as la sustentacin crece en el ala. (Figura 1-18). Un alern casi completamente del propsito para que ese avin fue
bajo tambin logra este efecto aumentando la curvatura de creado. Si la velocidad es la primera consideracin, un ala
una porcin del ala y aumentando el ngulo de ataque que a trapezoidal ser mucho ms deseable que un ala rectangular,
su vez aumenta la sustentacin pero tambin la resistencia. pero un ala trapezoidal sin combadura tendr caractersticas
Un alern levantado reduce la sustentacin en el ala indeseables de perdida. Asumiendo igual rea alar, el ala
disminuyendo la curvatura de una porcin del ala y trapezoidal produce menos resistencia que el ala rectangular
disminuyendo el ngulo de ataque. Los elevadores pueden porque hay menos rea en punta del ala. El ala elptica es
cambiar la curvatura y el ngulo de ataque de las superficies ms eficaz (mayor Sustentacin para la cantidad de
horizontales de la cola, cambiando la cantidad y la direccin resistencia), pero no tiene buenas caractersticas para una
de la sustentacin. En el timn de direccin aparece el mismo perdida como el ala rectangular.
efecto en las superficies verticales de la cola. Para lograr caractersticas de perdida buenas, la raz del ala
Muchas personas creen que el nico riesgo en vuelo en mal debe entrar en perdida primero, con un modelo de perdida
tiempo es el peso del hielo que se forma en las alas. Es progresivo desde adentro hacia afuera en la punta. Este tipo
verdad que la formacin de hielo aumenta el peso, pero de patrn de perdida disminuye la tendencia indeseable de
igualmente es importante la formacin de hielo que alterar la giro y aumenta el mando lateral cuando se acerca a la
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perdida. Es indeseable que el extremo del ala entre en perdida aumenta, cuando cualquier cambio que es efectuado
primero, particularmente si una punta entra en perdida antes en la sustentacin.
que la otra punta lo que normalmente pasa. Las pruebas muestran que la sustentacin y la resistencia
Un modelo de perdida deseable puede lograrse por: varan al cuadrado de la velocidad. La velocidad del aire que
pasa por encima del ala en el vuelo es determinada por la
Diseo del ala con curvatura para que la punta tenga velocidad aerodinmica del avin. Esto significa que si un
un ms bajo ngulo de incidencia, y por consiguiente avin dobla su velocidad, se cuadruplica la sustentacin y la
un ms bajo ngulo de ataque cuando la raz del ala se resistencia (asumiendo que el ngulo de ataque sea el
acerca el ngulo crtico de ataque; (Figura 1-19) mismo).
Diseo de Slots cerca del borde de ataque del ala para
permitir que el aire pueda fluir fcilmente encima de El efecto de la Densidad del Aire en la Sustentacin y la
esa parte del ala a los ngulos ms altos de ataque, Traccin
permitiendo que la raz del ala por consiguiente pueda
entrar en perdida primero; y (Figura 1-20) La sustentacin y la resistencia varan directamente con la
Aletas generadoras de vortice en el borde de ataque densidad del aire. Con aumentos de densidad de aire la
cerca de la raz del ala. Esta lamina separa la sustentacin y la resistencia aumentan y cuando la densidad
corriente de aire a los ngulos ms altos de ataque y del aire disminuye la sustentacin y la resistencia tambin
produce el efecto deseado en el rea de la raz del ala disminuyen. La densidad del aire es afectada por la presin,
que entra en perdida primero. (Figura 1-21) temperatura y humedad. A una altitud de 18,000 pies, la
densidad del aire es la mitad de densa que al nivel del mar.
El efecto de Velocidad aerodinmica en la Sustentacin y Por consiguiente, si un avin desea mantener la misma
la Resistencia Sustentacin a grandes altitudes, la cantidad de aire que fluir
encima del ala deber ser igual que a bajas altitudes. Para
Un aumento en la velocidad al pasar por encima del ala lograr esto, la velocidad del aire encima de las alas (velocidad
(velocidad aerodinmica) incrementa la sustentacin y la aerodinmica) deber aumentarse. Este efecto se muestra
resistencia. La sustentacin aumenta porque: cuando un avin necesita una distancia de carrera ms larga
El incremento del impacto del viento relativo en la para despegar en altitudes mayores que con condiciones
superficie baja del ala crea una cantidad mayor de aire similares a bajas altitudes. (Figura 1-22)
que se desva y se extiende hacia abajo; Porque que el aire se expande con una mayor temperatura y
El incremento de la velocidad del viento relativo encima es menos denso que el aire fri, estas condiciones para el
de la superficie del ala crea una baja presin encima mismo avin harn que requiera una carrera de despegue
del ala (Principio de Bernoulli); y ms larga en un da caliente que en un da fri. (Figura 1-22)
Una diferencia de presiones entre la superficie del ala Porque que el vapor de agua pesa menos de una cantidad
superior y la inferior es creada. La resistencia tambin igual de aire seco, (humedad relativa alta) es menos denso
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que el aire seco ( humedad relativa baja). Por consiguiente, TENDENCIA DE GIRO (TORQUE EFFECT)
con estas condiciones el mismo avin requerir una carrera
del despegue ms larga en un da hmedo que en un da Por definicin, torque es una fuerza o combinacin de
seco. (Figura 1-22). Esto es especialmente cierto en un da fuerzas que producen o tienden a producir un movimiento
caliente y hmedo porque el aire puede sostener mucho ms torcido o giro de un avin.
vapor de agua que en un da frio. El aire menos denso Una hlice de un avin que jira en sentido de las agujas del
tambin produce otras prdidas en la actuacin como la reloj, vista desde atrs, produce fuerzas que tienden torcer o
prdida de Sustentacin. Los caballos de fuerza del motor girar el avin en la direccin opuesta, tendiendo a girar el
caen y la eficacia de la hlice disminuye debido a la prdida avin asa la izquierda. Los aviones se disean de tal manera
de poder en las palas de la hlice, menor eficacia cuando el que el efecto del torque no sea notable para el piloto cuando el
aire es menos denso. La hlice no est performando con la avin est en el vuelo recto y nivelado con potencia de
fuerza y eficacia que tendra en aire denso, disminuyendo su crucero.
agarre para producir la Sustentacin requerida para el El efecto del torque aumenta en proporcin directa al poder
despegue, as el avin requiere una carrera del despegue ms del motor, velocidad aerodinmica y actitud del avin. Si la
larga. La proporcin de Ascenso tambin ser menor por las potencia es alta, la velocidad aerodinmica baja y el ngulo de
mismas razones. ataque alto, el efecto de torque ser mayor. Es durante los
De la discusin precedente, es obvio que un piloto debe despegues y ascensos, cuando el efecto de torque es mas
conocer los efectos de la altitud, temperatura, humedad alta o pronunciado, el piloto debe aplicar presin suficiente al timn
una combinacin de estas tres condiciones que podra ser correcto para neutralizar la tendencia de giro izquierdo y
desastrosa, sobre todo cuando combinadas con una pista de mantener una carrera de despegue recta.
aterrizaje corta, un avin muy cargado u otras condiciones de Varias fuerzas estn envueltas para que de un avin en
un despegue limitando. configuracin normal tenga la tendencia a girar a la izquierda.
Todas estas fuerzas se crean por rotacin de la hlice. Cmo
ellos realmente se crean vara de una explicacin a otra.
Una explicacin individual de estas fuerzas es quizs la mejor

manera de entender la razn de la tendencia de giro izquierdo,
las cuatro fuerzas son:
Reaccin de Torque
Torbellino de la hlice en espiral
Presesin giroscpica
Asimetra de carga en la hlice (P el Factor)
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Efecto de Estela de la Hlice
Esta teora esta basada en la reaccin del aire en rotacin de

una pala de la hlice. Cuando la hlice del avin gira a travs
del aire en sentido de las agujas del reloj, la pala de la hlice
fuerza al flujo de aire en la parte posterior a un movindose en
espiral en direccin de las agujas del reloj alrededor del
fuselaje. Una porcin de este Torbellino de la hlice se mueve
en espiral y golpea el lado izquierdo del estabilizador vertical
lo que obliga a la cola del avin a girar hacia la derecha y la
nariz hacia la izquierda, causando que el avin gire alrededor
del eje vertical. (Figura 1-23) La porcin del Torbellino de la
hlice que pasa por debajo del fuselaje no es obstruida y por
consiguiente se crea una resistencia diferente entre los flujos
obstruimos y los flujos no obstruidos, lo que causa la
tendencia de giro hacia la izquierda.
Presesin giroscpica
Reaccin de Torque
Esta teora esta basada en una de las propiedades
Esta basada en la Ley de Newton de accin y reaccin. giroscpicas que se aplican a cualquier objeto que jira en el
Aplicando esta ley a un avin con una hlice que gira en espacio, incluso a una hlice de avin. Como la nariz del avin
sentido de las agujas del reloj, vista desde atraz, una fuerza se se levanta o baja, o se mueve a la izquierda o derecha, una
produce y tiende a girar el avin entero sobre su eje fuerza de desviacin se aplica a la hlice que jira, produciendo
longitudinal en un en sentido contrario a las agujas del reloj. una fuerza reactiva conocida como presesin. La presesin es
Para entender bien este concepto, considere que el aire a la accin resultante o desviacin de una rueda que jira (la
travs de la hlice gira como una fuerza que lo contiene. Esta hlice en este caso) cuando una fuerza se aplica. Esta fuerza
contencin de la fuerza acta en una situacin opuesta a la resultante ocurre en 90 delante en la direccin de rotacin, y
direccin de giro de hlice, creando una tendencia a girar el en la direccin de la fuerza aplicada. (Figura 1-23)
avin a la izquierda. (Figura 1-23)
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Factor de Asimetra o carga en la hlice (P el Factor) Otros fabricantes, al disear un avin, aumenten el ngulo de
incidencia del ala izquierda ligeramente lo que aumentos el
Los efectos de factor P o asimetra de la hlice que ngulo de ataque y por consiguiente aumenta la sustentacin
usualmente ocurre cuando el avin vuela con un alto ngulo en esta ala. Este aumento en la sustentacin neutraliza la
de ataque. tendencia hacia la izquierda en un vuelo de crucero. Este
La pala que se mueve descendente que est en el lado aumento de Sustentacin, sin embargo, podr aumentar la
derecho de la hlice vista desde atrs, tiene un ngulo ms resistencia en el ala izquierda, y para compensar este efecto
alto de ataque, accin y reaccin, y por consiguiente una el estabilizador vertical se compensa ligeramente a la
Traccin ms grande que la pala ascendente del lado izquierda.
izquierdo. (Figura 1-23)Esta tendencia hace al avin guiar Las correcciones de Torque para otras condiciones de vuelo
alrededor del eje vertical a la izquierda, esto es mas que las de crucero deben ser hechas por el piloto. Esto se
pronunciado cuando el motor est operando con mas potencia har aplicando suficiente timn para superar la tendencia a
y el avin vuela con un ngulo de ataque mas pronunciado. volver a la izquierda. Por ejemplo, en un ascenso recto, una
presin del timn hacia la derecha ser necesaria para que el
Las correcciones de la tendencia de giro o Torque durante avin ascienda directamente.
el Vuelo
Cuando pensamos en el torque como una fuerza de reaccin,
Desde que un avin vuela la mayora del tiempo en crucero, fuerzas como las del torbellino de la hlice, la presesin
los fabricantes lo disean con ciertas correcciones y partes giroscpica y la carga asimtrica de la hlice (P factor)
que neutralizan la tendencia de giro a la izquierda o torque. debe ser incluidas en la discusin, as como cualquier otra
Estas correcciones eliminan la necesidad de aplicar fuerza que tienda a girar al avin.
constantemente presin en el timn. Porque el efecto de
torque vara siempre en magnitud durante las ascensos y ESTABILIDAD DE UN AVIN
cambios en el ngulo de ataque, es imprctico para los
diseadores de un avin corregir este efecto de torque, La estabilidad es la habilidad inherente a un cuerpo, despus
excepto para el vuelo recto y nivelado. Por consecuente, al de que su equilibrio se perturba, a desarrollar fuerzas o
piloto se le proporcionan otros medios como el timn y momentos que tienden a devolver el cuerpo a su posicin
mandos para neutralizar el efecto de giro durante estas original. En otros trminos, un avin estable tender a
condiciones. devolver a la condicin original de vuelo si es perturbado por
Muchos fabricantes no pueden hacer que el motor del avin una fuerza como el aire turbulento. Esto significa que un avin
este ligeramente hacia la derecha de la lnea de Traccin de la estable es fcil volar; sin embargo, esto no significa que un
hlice. Esto neutralizara la tendencia hacia la izquierda del piloto puede depender completamente de la estabilidad para
avin durante varias condiciones de vuelo. devolver el avin a la condicin original. Hay condiciones que
exigirn el uso de los mandos del avin para devolver el avin
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a la actitud deseada, incluso en los aviones ms estables. Sin
embargo, un piloto encontrar que un avin bien diseado
exige menos esfuerzo para ser controlado con relacion a su
estabilidad inherente. Las estabilidades son clasificada en tres
tipos:
Estabilidad positiva
Estabilidad neutra
Estabilidad negativa
Estabilidad positiva
La estabilidad positiva puede ser ilustrada por una pelota

dentro de un hueco. Si la pelota cambia de sitio de su lugar de
descansando normal al fondo del hueco, volver en el futuro a
su posicin original al fondo del hueco.
Estabilidad neutra
La estabilidad neutra puede ser ilustrada por una pelota en un

avin en equilibrio. Si la pelota cambia de sitio, ira a
descansar a una nueva posicin sin mostrar ninguna
tendencia a devolver a su posicin original.
Estabilidad negativa
La estabilidad negativa puede ilustrarse por una pelota
en la cima de una colina
(Figura 1-24). Incluso el desplazamiento ms ligero de la
pelota activar fuerzas mayores que causarn que la pelota
continu yendo hacia la direccin de la fuerza aplicada. Es
obvio que los aviones deben tener estabilidad positiva, o
quizs la estabilidad neutra, pero nunca estabilidad negativa.
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La estabilidad puede ser clasificada adicionalmente como la Antes de una discusin extensa de la estabilidad, se
esttica o dinmica. La estabilidad esttica indica que si el repasarn los ejes de rotacin porque es donde la estabilidad
equilibrio del avin se perturba, se activarn las fuerzas qu tiene su efecto.
tendern a devolver al avin a su posicin original. Sin El avin tiene tres ejes de rotacin alrededor de los cuales el
embargo, estas fuerzas podrn ser tan grandes que ellas movimiento tiene lugar. stos son:
forzarn al avin de su posicin original o a continuar en esa Eje lateral, una lnea imaginaria del extremo del ala al
direccin. (Figura 1-25) Por otro lado, la estabilidad dinmica extremo de la otra ala,
es una propiedad de amortiguar las oscilaciones permitiendo Eje longitudinal, una lnea imaginaria de la nariz a la
que un avin se estabilice estticamente, facilitando que las cola, y
oscilaciones se vuelvan ms pequeas gradualmente en Eje vertical, una lnea imaginaria que se extiende
magnitud, hasta que el avin se establezca en su condicin verticalmente a travs de la
original de vuelo. Por consiguiente, un avin debe poseer interseccin de los ejes laterales y longitudinales.
estabilidad positiva que son esttica y dinmico en su El avin puede rotar simultneamente alrededor de los tres
naturaleza. ejes, o puede rotar alrededor de un slo un eje. [Figura 1-26]
Estos ejes, como son ejes imaginarios de giro alrededor de
los cuales el avin vira, son como una rueda que dara
vueltas posicionadas pero en tres planos. Los tres ejes cortan
al centro de gravedad y cada uno es perpendicular a los otros
dos.
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La rotacin sobre el eje lateral se llama el Cabeceo y se centro de gravedad o peso. Un avin con la estabilidad neutra
controla con los elevadores. Esta rotacin est referenciada al no producir en ningn momento una inherente inclinacin
control longitudinal o la estabilidad longitudinal. longitudinal alrededor del centro de gravedad.
La rotacin sobre el eje longitudinal se llama Alabeo y se
controla con los alerones. Esta rotacin est referenciada al
control lateral o la estabilidad lateral.
La rotacin sobre el eje vertical se llama guiada y se controla
por el timn de direccion. Esta rotacin est referenciada al
control direccional o la estabilidad direccional.
La estabilidad del avin entonces es la combinacin de
fuerzas que actan alrededor de estos tres ejes para mantener
la actitud del avin en una actitud del vuelo nivelado o normal
con respecto al horizonte y el nivel de las alas y de la nariz del
avin direccionalmente rectas a lo largo del patrn deseado de
vuelo.
La (Figura 1-28) ilustra el centro de Sustentacin delante del

Estabilidad Longitudinal sobre el Eje Lateral centro de gravedad. Este avin desplegara estabilidad
negativa y un momento de inclinacin longitudinal indeseable
La estabilidad longitudinal es importante para el piloto durante el vuelo. Si perturbado de arriba hacia abajo tirando
porque esta determina en gran parte las caractersticas de de la palanca de mandos tender a aumentar en magnitud.
inclinacin longitudinal del avin (cabeceo), particularmente Esta condicin podr ocurrir sobre todo si el avin es cargado
como estas se relacionan con las caractersticas de perdida. fuera de los limites traseros o delanteros.
Sera inseguro e incmodo para el piloto si un avin
mantuviera continuamente una tendencia a la perdida,
desviando su atencin a este aspecto. Sera apropiado un
diseo que no desplegara estas tendencias inestables cuando
el avin este cargado segn las recomendaciones del
fabricante.
La localizacin del centro de gravedad con respecto al centro
de Sustentacin determinara en gran parte la estabilidad
longitudinal del avin.
La (Figura 1-27) ilustra la estabilidad longitudinal neutra. Note
que el centro de Sustentacin est directamente encima del
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La (Figura 1-29) muestra un avin con el centro de incline descendentemente, Hay slo una velocidad para cada
Sustentacin detrs del centro de gravedad,de nuevo, esto ngulo de ngulo de ataque, y despus de jalar o empujar los
produce una estabilidad negativa. Algunas fuerzas controles del avin este tiende a estabilizarse a una
equilibraran la fuerza del peso hacia abajo. Esto es una determinada velocidad aerodinmica o el ngulo de ataque
complicacin para los diseadores de aviones, por muchas para el que fue compensado.
maneras, por que el aire que fluye hacia atrs descendente en El concepto anterior es de suma importancia para el piloto. Un
el borde de fuga del timn de profundidad, golpea la superficie concepto errneo comn sobre la estabilidad longitudinal es
superior del estabilizador horizontal (excepto en los cola en T) que un avin es estable con respeto al horizonte. sta sera
que tienen el elevador localizado localizado en la parte una caracterstica indeseable en un avin. Tenga presente que
superior del empenaje. Esto crea un empenaje descendente la estabilidad longitudinal slo est relacionada con la
que obliga a neutralizar la tendencia hacia abajo y proporciona velocidad aerodinmica y el ngulo de ataque.
estabilidad positiva. La explicacin anterior de estabilidad longitudinal necesita
mayor explicacin porque durante ciertas maniobras del vuelo,
el avin no est completamente buscando velocidad pero si
buscando ngulo de. Esto puede demostrarse poniendo el
avin en planeo, sin potencia y compensado para una
velocidad especfica. Entonces si la potencia es aplicada, el
avin asumir una actitud de nariz arriba que producir una
velocidad considerablemente menor ala de planeo y sin
potencia. Esto est debido a fuerzas adicionales desarrolladas
por el barrido de la hlice encima sobre del estabilizador
horizontal (excepto en los cola-T), y el hecho que el avin slo
es estable con la relacin a la corriente de aire, o al viento
relativo. En otros trminos, el avin estable no se preocupa
Una explicacin, del porque la nariz del avin se inclina hacia por su actitud con relacin a la tierra u el horizonte, sino con el
abajo cuando se sueltan los mandos, pudiendo incrementar la viento relativo. Siempre tender a mantener una alineacin
velocidad aerodinmica, o en un viraje al aumentar la con el viento relativo.
deflexin hacia abajo de los filetes de aire en el estabilizador
horizontal de la cola lo que fuerza a la nariz hacia arriba
(excepto en los cola T-), o contrariamente si la nariz de avin
se inclina hacia abajo y los mandos son liberados,
disminuyendo la velocidad aerodinmica, mientras disminuye
la deflexin de los filetes de aire hacia abajo en el
estabilizador horizontal. Esto permite a la nariz del avin se
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El Control longitudinal (Cabeceo) sobre el Eje Lateral

En la discusin anterior, la velocidad o ngulo de
ataque fue un concepto que sirvi para explicar cmo la
estabilidad longitudinal fue lograda. Es importante para el
piloto saber que el avin est estable en varias velocidades o
ngulos de ataque, no solo a una velocidad. Los mandos le
permiten al piloto cambiar de una velocidad o ngulo de
ataque por otro, estos mandos actan en el eje longitudinal
sobre el eje lateral, son los elevadores, y los compensadores
del elevador [Figuras 1-30 y 1-31]
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La funcin del control del elevador es proporcionar un medio
por el cual el ngulo de ataque del ala puede cambiarse.
En la mayora de los aviones los elevadores son superficies de
control movibles con dispositivos de bisagra al estabilizador
horizontal, y conectadas a la columna de mando en la cabina
del piloto por una unin mecnica. Esto le permite al piloto
cambiar el ngulo de ataque de todo el estabilizador
horizontal. El estabilizador horizontal normalmente tiene un
ngulo de ataque negativo para proporcionar una fuerza
descendente en lugar de una fuerza de la sustentacin. Si el
piloto aplica presin del elevador hacia atrs, el elevador se
levanta, aumentando el ngulo de ataque negativo del
estabilizador horizontal y aumentando por consiguiente
aumentando la carga de fuerza descendente de la cola. Esto
fuerza a un descenso de la cola aumentando el ngulo de
ataque de las alas. Opuestamente, si se aplica la presin
hacia delante en el control del elevador los elevadores bajan,
disminuyendo el ngulo de ataque negativo del estabilizador
horizontal y por consiguiente disminuyendo la fuerza
descendente en la cola. Esto disminuir el ngulo de ataque
de las alas. [Figura 1-30]
El compensador del elevador es una superficie de mando
auxiliar pequea sujetada con bisagras al borde de fuga de los
elevadores, los compensadores de elevador actan
directamente sobre los elevadores que a su vez actan en el
avin entero. Este compensador es una parte del elevador
pero puede moverse hacia arriba o hacia abajo
independientemente del propio elevador Se controla desde la
cabina del piloto por un mando que est separado del mando
del elevador. El compensador le permite al piloto ajustar el
ngulo de ataque para una posicin constante y por
consiguiente elimina la necesidad de ejercer presin continua
en los mandos del elevador y mantener un ngulo de ataque
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constante. Una deflexin ascendente del compensador forzar
a el elevador a descender con el mismo resultado del que se
conseguira moviendo el elevador hacia abajo con el control
del elevador, y opuestamente una deflexin descendente
compensador forzar a el elevador hacia arriba. La direccin
en la que el compensador se desva siempre causar el
elevador entero siempre se desvi en la direccin opuesta.
[Figura 1-31]
Estabilidad lateral sobre el Eje Longitudinal
La estabilidad lateral es la estabilidad desplegada alrededor

del eje longitudinal del avin. Un avin que tiende a volver a Diedro longitudinal (Sweepback)
una actitud de alas nivelada despus de que se considera que Sweepback o ala flecha es el ngulo al que las alas
cambindose de posicin de una actitud nivelada con un poco estn ligeramente orientadas hacia atrs desde la raz a la
de fuerza como el aire turbulento es lateralmente estable. Tres punta (Figura 1-33). El efecto de sweepback al producir
factores afectan la estabilidad lateral y son: estabilidad lateral es similar al del diedro, pero no como
pronunciado. Si un ala baja en un derrape, el ngulo de
Diedro ataque en el ala baja aumenta, produciendo una Sustentacin
Diedro longitudinal mayor. Esto produce una tendencia para el ala ms baja a
El Efecto de la quilla subir y devolver al avin vuelo recto y nivelado. Aumentos en
Sweepback y el diedro logran estabilidad lateral. Otra razn
Diedro para el sweepback es posicionar el centro de Sustentacin
Diedro es el ngulo al que las alas son diseadas hacia hacia la parte posterior, lo que afecta la estabilidad longitudinal
arriba de la raz a la punta. [Figura 1-32] El efecto estabilizador ms de lo que afecta la estabilidad lateral. [Figura 1-34]
del diedro ocurre cuando el avin derrapa lateralmente
mientras un ala es forzada hacia abajo en aire turbulento. Este
derrape lateral produce una diferencia en el ngulo de ataque
entre el ala ms alta y el ala ms baja, con un mayor ngulo
de ataque en la ala ms baja. El aumentado de ngulo de
ataque produce un aumento de Sustentacin en el ala de
abajo con una tendencia a devolver el avin el vuelo a recto y
nivelado. Note la direccin del viento relativo durante un
derrape. (Figura 1-32)
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El Efecto de Quilla
El efecto de la quilla depende de la accin del viento
relativo del rea lateral del fuselaje del avin. En un derrape
ligero, el fuselaje proporciona un rea expuesta al viento
relativo que golpear al fuselaje, obligando ponerse paralelo
con el viento relativo. Esto ayudara produciendo una
estabilidad lateral. [Figura 1-34]
El Control lateral (Banca) sobre el Eje Longitudinal

El control lateral se obtiene a travs del uso de los
alerones, y en algunos aviones el compensador de alern. Los
alerones son superficies movibles abisagradas al borde de
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fuga exterior de las alas, y unido a la columna de mando de la Muchos aviones estn provistos con un compensador de
cabina del piloto por una unin mecnica. Moviendo el control alern que es una parte mvil pequea del alern puesta
de mando a la derecha levanta el alern hacia el mismo lado, abisagrada al borde de fuga del alern. Estos compensadores
y baja el alern en el ala izquierda. Moviendo el control de pueden moverse independientemente de los alerones. Los
mando a la izquierda levanta el alern hacia el mismo lado, y compensadores de alern funcionan de la misma manera que
baja el alern en el ala derecha. Cuando un alern baja, el los compensadores de los elevadores. Moviendo los
ngulo de ataque en esa ala aumentar aumentando la compensadores se produce un efecto en el alern que a su
sustentacin. Esto permite virar el avin lateralmente vez afecta al avin entero. Si el compensador se desva hacia
alrededor del eje longitudinal. [Figura 1-35] arriba, el alern se desviara hacia abajo, aumentando el
ngulo de ataque en esa ala, produciendo mayor Sustentacin
en esa ala. Lo opuesto ocurrir si el compensador se desva
hacia abajo.
Estabilidad lateral o Inestabilidad en virajes
Debido a que la estabilidad lateral en la mayora de los

aviones tender a recuperar de bancas reducidas
automticamente a las aeronaves. Sin embargo, cuando la
banca se aumenta, el ala de por fuera viajas gira ms
rpidamente que el ala de dentro del viraje. La velocidad
aumentara en el ala externa aumentando la sustentacin,
causando un momento desestabilizante o una tendencia de
sobre banqueo. El ngulo de banca continuar aumentando
ms y ms a menos que el piloto aplica una ligera de presin
del mando para neutralizar esta tendencia. La tendencia del
sobre banqueo aumentara significativamente cuando el
ngulo alcance una banca de ms de 30.
Durante un giro con banca media amonton, un avin tiende a
sostener su banqueo constante y requiere menos control de
parte del piloto. Esto es porque los momentos estabilizadores
de la estabilidad lateral y los momentos desestabilizadores
del sobre banqueo se igualan el uno con el otro. Un piloto
puede descubrir estas variantes a travs de la
experimentacin.
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es una superficie movible abisagrada al borde de fuga del
Estabilidad direccional sobre el Eje Vertical (Guiada) estabilizador vertical y unido mecnicamente a los pedales del
timn de direccin, localizados en la cabina del piloto.
La estabilidad direccional se despliega alrededor del eje Apretando el pedal derecho, el timn se desva al lado
vertical y depende en gran parte de la calidad de estabilidad derecho causando que el viento relativo desve la cola a la
lateral. Si el eje longitudinal de un avin tiende seguir y izquierda y la nariz a la derecha. Si la presin del pedal es
parangonar la trayectoria de vuelo del avin a travs del aire, aplicada hacia la izquierda, la accin ser inversa y la nariz se
en vuelo recto o en viraje se considera que el avin es desviar a la izquierda. Debe entenderse que el propsito del
direccionalmente estable. timn durante el vuelo es controlar la guiada y no girar el
La estabilidad direccional se logra aadiendo un estabilizador avin. [Figura 1-36]
vertical o aleta en la parte posterior del centro de gravedad en
la porcin superior de la seccin de la cola. La superficie de
esta aleta acta similar a una veleta de viento y causa que el
avin gire hacia el viento relativo. Si el avin se guia fuera de
su trayectoria de vuelo, por accin del piloto o turbulencia,
durante el vuelo recto y nivelado, el viento relativo ejercer
una fuerza en un lado del estabilizador vertical y devolver al
avin a su direccin original de vuelo.
Las sweepback ayudan en la estabilidad direccional. Si el
avin se gira sobre el eje vertical, el avin se forzar hacia un
lado en el viento relativo. Debido al sweepback causara que el
ala que se encuentre adelante presenta una mayor rea
frontal al viento relativo que el ala retrasada. Este aument el
rea frontal crea ms resistencia que tiende a obligar al avin
volver a su direccin original de vuelo. [Figura 1-33]
Los efectos combinados del estabilizador vertical pueden
compararse con flechas con plumas. Sera difcil de imaginar
una flecha que viaja a travs del aire a una se desvi hacia un
lado a una apreciable de velocidad. Algunos aviones estn provistos con un compensador de
timn de direccin que reacciona de una manera similar al del
Control direccional sobre el Eje Vertical (Guiada) compensador del alern, en el alern, y al compensador del
elevador.
El control direccional sobre el eje vertical del avin, se obtiene La cantidad de control que el piloto tiene sobre del avin es
a travs del uso del timn de direccin. El timn de direccin dependiente a la velocidad de la corriente de aire que golpea
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las superficies de mando. La estabilidad efectiva del avin Segn ciertas leyes fsicas, una masa (el avin en este caso)
tambin depende en la velocidad del avin a travs del aire. A continuar movindose en una lnea recta a menos que una
mayor velocidad aerodinmica, mayor ser el efecto de fuerza externa intervenga, causando en la masa (el avin)
estabilidad como una fuerza restauradora. asumir un cambio de trayectoria. Durante el tiempo en que el
avin este en un trayectoria de vuelo de giro, intentara, debido
LAS CARGAS Y FACTORES DE CARGA a la inercia, seguir el vuelo recto. Esta tendencia a seguir en
vuelo recto, en lugar de girar, generara una fuerza conocida
Un avin se disea y certifica para un cierto peso mximo como fuerza centrfuga que acta hacia el exterior del viraje.
durante el vuelo. Este peso es llamado peso mximo total Toda vez que el avin vuela en una trayectoria de vuelo de
certificado. giro con una carga positiva, la carga que las alas deben
Es importante que el avin se cargue dentro del peso soportar ser igual al peso del avin ms la carga impuesta
especificado y limites antes del vuelo, porque ciertas por la fuerza centrfuga. Una carga positiva ocurre cuando se
maniobras de vuelo impondrn una carga extra en la aplica presin hacia atrs al elevador, causando que la fuerza
estructura del avin que podrn, si el avin es cargado centrfuga actu en la misma direccin que la fuerza de peso.
excesivamente imponer tensiones que excedern la capacidad Una carga negativa ocurre cuando se aplica presin hacia
del avin. El sobre estrs del avin, tambin puede ocurrir si el delante en los mando del elevador, causando que la fuerza
piloto se compromete en maniobras que crean cargas altas centrfuga actu en una direccin opuesto a la fuerza del
(gravedades), sin tener en cuenta cmo el avin est cargado. peso.
Estas maniobras no slo aumentan la carga que la estructura
del avin debe soportar, sino tambin aumentan la velocidad En un vuelo en viraje se produce una carga positiva que es el
de perdida de la aeronave. resultado de aumentar el ngulo de ataque y por consiguiente
El prrafo siguiente explicar cmo se impone carga extra en la sustentacin. Un aumento en la sustentacin aumentara la
el avin durante el vuelo. carga positiva impuesta sobre las alas. Sin embargo, la carga
Durante el vuelo, las alas de un avin apoyarn el peso de la slo se aumenta en el momento en que el ngulo de ataque
totalidad del avin. As cuando el avin se mueva a una est incrementado. Una vez el ngulo de ataque se establece,
velocidad constante y en una lnea recta, la carga impuesta en la carga permanece constante. Las cargas impuestas en las
las alas permanecer constante. alas en vuelo se refieren al factor de carga.
Un cambio en la velocidad durante el vuelo recto no producir
ningn cambio apreciable en la carga, pero cuando un cambio
es hecho en el trayectoria de vuelo del avin, una carga
adicional se impone en la estructura del avin. Esto es
particularmente cierto si un cambio en la direccin es hecho
en velocidades altas y con los movimientos mandos bruscos
y rpidos.
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Los Factores de carga en los diseos del Avin
Para ser certificado por la Administracin Federal de Aviacin

(FAA), la carga estructural (factor de carga) de aviones debe
estar de acuerdo con las normas prescritas por el artculo 14
del Cdigo de Regulaciones de Aviacin Federal (14 CFR).
Todos los aviones se disean para reunir ciertos requisitos de
carga que dependen en el uso o aplicacin de los aviones. La
clasificacin de aviones en cuanto a sus lmites de factor de
carga y el uso operacional es conocido como sistema de
categoras.
La categora de cada avin puede identificarse rpidamente
por un plaqueta o documento (el Certificado de
Aeronavegabilidad) en la cabina del piloto, que declara la
categora operacional o categora en que ese avin esta
El factor de carga es la proporcin de la carga total soportada certificado.
por el ala del avin con relacin al peso real del avin y sus La categora y maniobras que se permiten, y la carga mxima
volmenes de contenido; es decir, la actual carga soportada segura factoriza (factores de carga lmite) especficos para
por las alas divididas por el peso total del avin. Por ejemplo, estos aviones se muestran en el cuadro siguiente;
si un avin tiene un peso bruto de 2,000 libras y durante el
vuelo se somete a fuerzas aerodinmicas que aumentan la La categora Maniobras permisibles El Factor de carga lmite *
carga total del ala, y debe soportar 4,000 libras, el factor de
carga sera 2.0 (4,000/2,000 = 2). En este ejemplo, el ala del Normal 3.8
avin est produciendo Sustentacin que es igual a dos
veces el peso bruto del avin. 1Cualquier maniobra de vuelo normal
Otra manera de expresar el factor de carga es la proporcin 2Perdidas (excepto perdidas planas).
de una carga dada que ejerce gravedad; es decir, un factor de 3 Ochos flojos, chandellas, y giros empinados en que el
carga de tres, 3 Gs, donde G refiere a la fuerza de ngulo de banqueo no excede 60.
gravedad. En este caso el peso del avin es igual a 1 G, y si
una carga de tres veces del peso real del avin es impuesta Utilitaria 4.4
en el ala debido un viraje escarpado, el factor de carga se
incrementara a 3 G's. 1Toda la operacin de la categora normal.
2Tirabuzones (si son aceptados para ese avin).
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3 Ochos flojos, chandellas, y giros empinados en que el
ngulo de banqueo no excede 60. El efecto de los Virajes en el Factor de Carga
Acrobtica 6.0 Un viraje se realiza al girar el avin para que la sustentacin

Ninguna restriccin exceptuadas aquellas mostradas como del ala de los jale a la aeronave de su trayectoria de vuelo
resultado de pruebas del vuelo requeridas. recta. En un viraje coordinado con altitud constante el factor
de carga (carga resultante) es el resultado de dos fuerzas (1)
* El lmite de carga dado, posee un factor de seguridad del 50 la fuera de gravedad y (2) la fuerza centrifuga [Figura 1-37].
%. No est dentro del alcance de este manual discutir la
matemtica del viraje. Sin embargo, en cualquier avin a
Debe notarse que hay un aumento en el factor de carga lmite cualquier velocidad aerodinmica, si una altitud constante se
con la brusquedad de las maniobras permitidas. Los aviones mantiene durante el viraje, el factor de carga para una banca
pequeos pueden certificarse en ms de una categora si se dada ser la misma. Para cualquier ngulo de banca dado, la
renen los requisitos para cada categora. proporcin de viraje vara con la velocidad aerodinmica. En
Este sistema mantiene los medios para el piloto para otros trminos, si el ngulo de banqueo se mantiene constante
determinar qu operaciones puede realizarse en un avin
dado sin exceder el lmite de carga. Se notifica a los pilotos
para operar un avin dentro del lmite de carga para que fue
diseado, y reforzar la seguridad beneficindose con la
utilizacin del avin.
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Con un ngulo de banqueo ligeramente ms de 80, el factor
y la velocidad aerodinmica se aumenta, la proporcin del de carga se exceder 6 veces que es el limite mximo
viraje disminuir; o si la velocidad aerodinmica se disminuye, permitido de factor de carga para un avin acrobtico.
la proporcin del viraje aumentar. La banca mxima aproximada para los aviones ligeros
Debido a esto, no existe ningn cambio en la fuerza centrfuga convencionales es de 60 qu produce un factor de carga de
dad para cualquier banca, por consiguiente, el factor de carga 2. Adicionando 10 de banca el factor de carga aumentara
continua siendo el mismo. aproximadamente
Las (Figuras 1-38 y 1-39) revelan un hecho importante sobre 1G (Figura 1-39), llegando peligrosamente cerca del punto de
el factor de carga en los virajes, los aumentos de factor de dao estructural o una falla completa en la aeronave.
carga a una proporcin rpida despus de que el ngulo de
banca alcanzo 50, el ala debe producir igual sustentacin a El efecto de Factor de Carga en la Velocidad de Perdida
este factor de carga para que la altitud sea mantenida.
Tambin debe notarse cuan rpidamente el factor de carga se Cualquier avin, dentro de sus lmites estructurales y la fuerza
incrementa cuando el ngulo de banca se acerca a los 90. del piloto, puede entrar en perdida a cualquier velocidad
Los virajes con 90 de banca y altitud constante no son aerodinmica. A una velocidad aerodinmica dada, el factor
matemticamente posibles. Un avin podr ser banqueado a de carga aumenta en la medida que el ngulo de ataque
90, pero un viraje coordinado y continuo ser imposible con aumenta, y el ala tiende a entrar en perdida porque su ngulo
este ngulo de banca sin perder altitud. de ataque se ha aumentado. Por consiguiente hay una
relacin directa entre el factor de carga impuesto sobre el ala y
sus caractersticas de perdida.
Cuando se alcanza un ngulo de ataque suficientemente alto,
el flujo de aire encima por encima de un plano aerodinmico
se separa (capa limite), produciendo un cambio abrupto de
caractersticas y prdida de sustentacin que se define como
un perdida.
Una regla para determinar la velocidad a la que un ala entrara
en perdida, es que la velocidad de perdida aumenta en
proporcin a la raz cuadrada del factor de carga. Una
explicacin del factor de carga producido en un viraje de 75,
que como resultado nos dar 4G (Figura 1-39), se har
aplicando la regla de la raz cuadrada de 4G que ser 2. Esto
significa que un avin con no acelerado en vuelo normal que
tiene una velocidad de perdida de 50 nudos puede entrar en
perdida a dos veces esa velocidad, o 100 nudos al inducirse a
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un factor de carga de 4G. Si el avin fuera capaz de resistir un debajo de la velocidad de maniobra. (Los pilotos deben tener
factor de carga de 9G, este avin podra entrar en perdida a cierto cuidado con el viento adverso o rfagas que pueden
una velocidad de 150 nudos. causar cargas excesivas, e incluso a velocidades debajo de la
Desde que factor de carga al elevarse al cuadrado eleva la velocidad de maniobras.)
velocidad perdida al doble, pueden imponerse tremendas
cargas en la estructura, entrando un avin en perdida a
velocidades aerodinmicas relativamente altas. Un avin que
tiene un no acelerado que tiene entra en perdida a una
velocidad de 50 nudos estar sujeto a un factor de carga de
4G's cuando sea forzado a una perdida acelerada a 100
nudos. Como se muestra en este ejemplo, es fcil imponer
una carga estructural adicional a una aeronave.
Con referencia a al carta en la (Figura 1-40) se mostrar que
un avin con una banca encima de 75 en un viraje
escarpado aumentara su velocidad de perdida en un 100%. Si
el avin no acelerado, tiene una velocidad de perdida de 45
nudos, el piloto deber mantener una velocidad aerodinmica
sobre los 90 nudos en un viraje de 75 de banca, para prevenir
la entrada sbita en una perdida. Este mismo efecto tendr
lugar en un encabritamiento rpido, produciendo una carga de
ms de 1G, muchos accidentes por lo anteriormente expuesto
han sido el resultado de una prdida sbita, particularmente
en un viraje escarpado muy cerca al suelo.
La velocidad mxima a la que un avin puede volar con La velocidad de maniobras puede encontrarse en el Manual
seguridad sin entrar en una perdida es la velocidad de de Operacin del avin o en una plaqueta dentro de la cabina
maniobra. La velocidad de maniobra es un valioso punto de del piloto. Tambin puede determinarse multiplicando la
referencia para el piloto. Al operar por debajo de esta velocidad normal de vuelo no acelerado por la raz cuadrada
velocidad, no se producir una carga positiva perjudicial no del factor de carga de lmite. Una regla comn puede usarse
deber producirse porque el avin entrara en perdida antes de para determinar la velocidad de maniobras que es
que la carga se ponga excesiva. Cualquier combinacin del aproximadamente 1.7 veces la velocidad de perdida normal.
uso de controles de vuelo, incluyendo la desviacin completa As, un avin que normalmente entra en perdida a 35 nudos
de los mandos, o cargas de rfagas creadas por turbulencia nunca entrara en perdida cuando la velocidad aerodinmica
no debern crear una carga excesiva si el avin se opera este por encima de 60 nudos (35 nudos x 1.7 = 59.5 nudos).
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Debe aplicarse un conocimiento de estos dos puntos de vista podr excederse por la aplicacin abrupta o excesiva en los
por el piloto competente: el peligro de tener una perdida mandos o por turbulencia fuerte.
inadvertidamente aumentando el factor de carga en un viraje
escarpado o espiral; y que intencionalmente se entre en El efecto de las Maniobras de Vuelo en el Factor de Carga
perdida sobre su velocidad de maniobra imponiendo un
tremendo factor de carga en la estructura. El factor de carga se aplica a todas las maniobras de vuelo.
En un vuelo desacelerado recto-y-nivelado, un factor de carga
El efecto de Velocidad en el Factor de Carga de 1G estar siempre presente, pero en ciertas maniobras los
factores de carga sern relativamente altos.
La cantidad del exceso de carga que puede imponerse en el Virajes.- Como se discuti previamente, el factor de carga
ala depende de cuan rpido el avin este volando. A aumentara como caracterstica de toda banca o viraje. El
velocidades lentas, la fuerza de la sustentacin mxima factor de carga ser significativo para la performance del avin
disponible del ala est slo ligeramente mayor que la cantidad en vuelo, y para la carga alar estructural con bancas
necesaria para apoyar el peso del avin. Por consiguiente, el superiores a aproximadamente 45.
factor de carga no debe ser excesivo aun cuando los controles Perdidas.- En perdidas normales en vuelo recto y nivelado,
se mueven abruptamente o el avin encuentra rfagas vuelo desacelerado o ascensos rectos, no se producir una
severas, como fue mencionado previamente. La razn para carga agregada de ms de 1G. Cuando la perdida ocurre, sin
esto ser que el avin entrara en perdida antes de que la embargo, este factor de carga puede reducirse hasta cero, el
carga pueda ser excesiva. Sin embargo, con altas factor a cual nada parece tener el peso, y el piloto sentir que
velocidades, la capacidad de sustentacin del ala es tan esta flotando en el espacio. En una recuperacin eventual si
grande que un movimiento sbito del elevador o una rfaga se aplica un abrupto movimiento de los controles del elevador
fuerte puede aumentar el factor de carga sobre los lmites de hacia adelante, una carga negativa se creara qu levantara a
seguridad. Debido a esta relacin entre la velocidad y el piloto de su asiento. ste es un valor de carga de ala
seguridad, ciertas velocidades mximas han sido establecidas. negativo y normalmente es tan pequeo que no existe efecto
Cada avin esta restringe en velocidad a las que pueden en la estructura del avin. El piloto debe entrenarse sin
ejecutar con seguridad ciertas maniobras, soportar una embargo, para evitar movimientos en los mandos sbitos y
aplicacin abrupta de los mandos, o volar en aire turbulento.. bruscos, debido a la posibilidad de exceder los lmites de
Esta velocidad es llamada velocidad de maniobras y se carga estructurales.
discuti previamente. Durante la recuperacin de la perdida, se encuentran a
Resumiendo, a velocidades debajo de la velocidad de menudo factores de carga significantes. stos pueden
maniobra, el avin entrara en perdida antes de que el factor aumentarse por un excesivo jaln de los elevadores con una
de carga puede ser excesivo y a velocidades sobre la velocidad aerodinmica alta, y un encabritamiento abrupto
velocidad de maniobras, el factor de carga lmite para un avin para nivelar el vuelo. Uno normalmente llevara al otro,
aumentando el factor de carga resultante. Las recuperaciones
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o jaladas abruptas a una velocidad alta, pueden producir encuentre, el avin debe volarse a la velocidad de maniobra
cargas crticas en la estructura, y pueden producir perdidas descrita en el Manual de Vuelo de Avin, o mostrado en las
recurrentes o secundarias, elevando al factor de carga al plaquetas en la cabina del piloto. sta probablemente ser la
punto en que la velocidad del avin alcance la velocidad menor velocidad para producir un dao estructural en el avin,
aerodinmica para entrar en perdida durante la recuperacin. aun cuando se usen los mandos bruscamente, todava
No se cubrirn las Maniobras avanzadas en este manual permitir un margen suficiente de seguridad sobre la velocidad
como ser; Tirabuzones, Chandelles, Ochos perezoso y dems de perdida en aire turbulento.
maniobras. Sin embargo, antes de intentar estas maniobras, La velocidad de nunca exceder se determinan solo para aire
pilotos deben estar familiarizados con el avin, y saber si claro, altas velocidades o maniobras abruptas en el aire
estas maniobras pueden realizarse seguramente. turbulento, a velocidades aerodinmicas sobre la velocidad de
maniobra, pueden causar tensin perjudicial en la estructura
El efecto de la Turbulencia en el Factor de Carga de un avin. Estrs en la estructura, significa tensin en
cualquier parte vital del avin. Las fallas ms comunes debido
La turbulencia en forma de corrientes verticales puede, bajo a factores de carga en la estructura, se encuentran en las
ciertas condiciones, causar tensin de carga severa en el ala costillas dentro de los bordes de ataque y fuga de las alas.
de un avin. El efecto acumulativo de las cargas puede ocurrir en un
Cuando un avin est volando a una velocidad alta con un periodo largo de tiempo, y puede tender soltar y debilitar las
ngulo de ataque bajo, y de repente encuentra una corriente partes vitales, ocurriendo una falla despus, cuando el avin
de aire vertical movindose hacia arriba, el viento relativo se est operando de una manera normal.
cambia su direccin ascendentemente cuando encuentra el
plano aerodinmico. Esto aumentara el ngulo de ataque del Determinacin del Factor de Carga en Vuelo
ala.
Si la corriente de aire esta bien definida y viaja a una La influencia en los sistemas de control de diferentes aviones
proporcin significante de velocidad ascendente (15 a 30 pies vara mucho; algunos tipos son superficies de mando
por segundo), una rfaga vertical abrupta se producir y balanceadas, mientras otras no lo son. (Una superficie de
tendr el mismo efecto en el ala como el de aplicar un sbito mando balanceada es un alern, timn direccional o elevador,
jaln hacia atrs en el control del elevador. diseados de tal manera que un lado puesto lateralmente al
Todos los aviones certificados se disean para resistir cargas eje por un mecanismo de bisagra, este el balance con el otro
impuestas por turbulencia de intensidad considerable. No lado.) Por consiguiente no podr usarse la presin ejercida por
obstante, los factores carga por rfagas aumentan con una el piloto en los mandos como un medio para determinar el
velocidad aerodinmica elevada. Por consiguiente es sabio, factor de carga producido en aviones diferentes. Los factores
en aire sumamente turbulento, como en tormentas o de carga son sentidos mejor por la percepcin a travs de la
condiciones frontales, reducir la velocidad a la velocidad de experiencia. Ellos pueden medirse por un instrumento llamado
maniobra. Como regla general, cuando turbulencia severa se acelermetro, pero este instrumento normalmente no se usa
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en la aviacin general, ser importante desarrollar la habilidad pero algunas de estas fuerzas estn separadas en sus
de juzgar los factores de carga, y la percepcin de su efecto componentes. En esta condicin de vuelo, la traccin real no
en el cuerpo ser importante. Una indicacin de que el piloto acta ya paralela, y una situacin opuesta a la trayectoria de
tiene un incremento en el factor de carga ser la sensacin vuelo y la resistencia, la traccin real es inclinada ascendente
de aumento de peso en el cuerpo. En un viraje de 60 de como se ilustra en la (Figura 1-41).
banca, el peso del cuerpo se doblara. Un conocimiento de
estos principios es esencial para estimar los factores de carga.
En vista de la discusin anterior sobre los factores de carga,
unas sugerencias pueden hacerse evitar el sobre
estresamiento de la estructura del avin:
1. Opere el avin en conformidad con el Manual de

operacin del Piloto.
2. Evite el uso de correcciones en abruptas en altas
velocidades.
3. Reduzca la velocidad si turbulencia de gran intensidad
se encuentra en vuelo, o maniobras abruptas son
realizadas.
4. Reduzca el peso del avin antes de un vuelo en
turbulencia o maniobras abruptas sean previstas.
5. Evite virajes con un ngulo de banca de ms de 60.
Fuerzas que actan en un Avin cuando la velocidad

aerodinmica es ms lenta que en vuelo de crucero
A una velocidad de crucero constante, manteniendo un vuelo

recto y nivelado, las fuerzas de traccin y de resistencia que
actan en situaciones opuestas se equilibran con la trayectoria Note que ahora la traccin tiene dos componentes; uno
de vuelo. Estas fuerzas contrarias son iguales en magnitud, perpendicular a al trayectoria de vuelo en direccin a la
como tambin, la fuerza de sustentacin es igual en magnitud sustentacin, mientras que el otro acta a lo largo de la
a la fuerza de peso. trayectoria de vuelo, porque, la actual traccin esta inclinada,
Manteniendo un vuelo recto y nivelado con una velocidad esta magnitud, debe ser mayor que la resistencia, si el
aerodinmica constante pero ms lenta que la de crucero, las componente de traccin a lo largo del trayectoria de vuelo, es
fuerzas contrarias todava deben ser iguales en magnitud, igual a la resistencia. Tambin note que el componente de
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traccin acta a 90 de la trayectoria de vuelo, y as acta en Fuerzas en un Ascenso
la misma direccin de la sustentacin del ala. La (Figura 1-41).
Se ilustra la accin de las fuerzas que actan hacia arriba Se ilustran las fuerzas que actan en un avin durante un
(sustentacin del ala y el componente de traccin) iguales a la Ascenso en (Figura 1-42). Cuando el avin est en equilibrio,
accin de las fuerzas que actan hacia abajo (el peso y la el peso esta dividido en dos componentes; una oposicin a la
fuerza de cola-abajo). sustentacin, y el otro actuando en la misma direccin a la
resistencia, a lo largo de la lnea del viento relativo, los
requisitos para el equilibrio sern: la traccin deber igualar a
la suma de la traccin y el componente contrario del peso; y la
sustentacin deber igualar su componente contrario de peso.
Con un ngulo de ascenso escarpado, este se vuelve ms
corto que la longitud del componente de sustentacin, y
simultneamente el componente de traccin se vuelve ms
largo. Por consiguiente, la sustentacin disminuye en gran
forma como un ngulo empinado de ascenso, en un ascenso
vertical, si esto fuera posible, las alas no proporcionaran la
sustentacin necesaria, la traccin sera la nica fuerza de
oposicin a la resistencia y al peso que estara actuando
opuestamente hacia abajo.
A un reglaje de potencia constante, una proporcin dada de
Ascenso puede obtenerse o ascender empinadamente a una
velocidad aerodinmica baja, o ascender en un ngulo bajo
con una velocidad aerodinmica alta. Como extremo, si la
La carga del ala (sustentacin del ala) realmente es menor a velocidad aerodinmica es demasiado baja, inducir a un
velocidades bajas, que a velocidades de crucero, porque el aumento en la resistencia y toda la potencia del motor ser
componente vertical de traccin ayuda como apoyo para requerida (Traccin) para superar esta resistencia, y el
soportar el avin. ascenso ser imposible. Al otro extremo, si la velocidad es la
Resumiendo, en vuelo recto y nivelado a velocidades bajas, la mxima asequible en vuelo nivelado, de nuevo toda la
traccin real es mayor que la resistencia, y la sustentacin del potencia estar usndose para superar la resistencia, y la
ala es menor que a la velocidad del crucero. aeronave no ascender. Entre estos dos extremos un margen
pequeo de velocidades lograrn la razn de mejor ascenso.
La razn de mejor ascenso no se logra con un ngulo
pronunciado, pero si con una combinacin de ngulo
moderado y velocidad aerodinmica ptima donde gran
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AERODINAMICA
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cantidad de potencia est disponible para ascender el avin La distancia vertical entre las curvas de potencia disponible y
despus de que la resistencia ha sido equilibrada. la potencia requerida, [Figura 1-43] representa la potencia
(Figura 1-43) muestra la velocidad para una mnima disponible para ascender a una velocidad en particular. La
resistencia o el punto ms bajo en la curva donde la potencia mejor velocidad aerodinmica de ascenso es a la cual la
es requerida, aunque baja, no es suficientemente baja y potencia est a un mximo para que despus de superar la
podr volarse sin entrar en perdida. El aumento de potencia resistencia una cantidad de potencia excedente este
requerida a velocidades ms bajas (a la izquierda del mnimo disponible por ascender el avin. En la interseccin de las
del punto de potencia requerida) es causado rpidamente por curvas, toda la potencia disponible se ha usando para superar
los efectos crecientes de levantamiento, inducidos por la la resistencia, no dejando nada de potencia disponible para
resistencia a bajas velocidades. ascender. Claro que si un bajo rango de potencia para el
ascenso es disponible y si el ngulo de ataque se reduce, esto
permitir un aumento en la velocidad.
Los caballos de fuerza de traccin disminuyen en los motores
a pistn con la altitud. Aun cuando es posible prolongar su
potencia al nivel del mar, o a una altitud mayor con un Turbo-
sobrealimentador, o algn otro mtodo multiplicador de poder,
la potencia inevitablemente declinara cuando el mtodo de
potencia empleado alcance una altitud a la que ya no puede
mantener un reglaje de potencia constante. A grandes
altitudes la potencia disponible baja en la curva. Desde que la
potencia requiere aumentar con relacin la velocidad
verdadera, la fuerza de traccin medida en caballos de fuerza
para volar, requerir un aumento en la velocidad
aerodinmica indicada con la altitud.
Resumiendo, es una falacia pensar que un avin asciende
debido a un exceso de Sustentacin. No es verdad; el avin
asciende debido a la potencia disponible la cual esta por
encima de la potencia requerida.
La hlice tracciona el avin, bajo estas circunstancias o LAS FUERZAS EN PLANEO

condiciones para ciertos caballos de fuerza dados, tambin
sufrir una prdida gradual de eficacia en la hlice, y por Se ilustran las fuerzas que actan en un avin en planeo en la
consiguiente, una prdida gradual de traccin a ambos (Figura 1-44). Para un planeo coordinado con el motor que no
extremos de su rango de velocidad. proporcione ninguna traccin, la sustentacin, la resistencia, y
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AERODINAMICA
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el peso deben estar en el equilibrio. Se muestra en la
ilustracin que el peso esta equilibrado por la resultante de la
sustentacin y la resistencia. El vector de la sustentacin, Si el avin planeando esta simplemente volando a una
acta perpendicular al ngulo de trayectoria de vuelo, y se ira velocidad aerodinmica anterior a la de perdida, estar
paulatinamente inclinando hacia adelante, mientras vector de operando con un ngulo mximo de ataque y por
resistencia se ira hacia arriba y continuar actuando en consiguiente, mxima sustentacin. Esto, sin embargo, no
situacin opuesta al la trayectoria de vuelo. Desde la produce un mejor ngulo de planeo para una distancia de
ilustracin se puede apreciar que la geometra de los vectores planeo mxima, porque la resistencia inducida a esta altura es
es tal que el ngulo entre el vector de sustentacin y el alta. Reduciendo el ngulo de ataque, la velocidad
resultante es igual al de la trayectoria de planeo y la lnea aerodinmica aumenta, y aunque la sustentacin sea menor
horizontal. Este ngulo (X) entre de trayectoria de planeo y la con un bajo ngulo de ataque, el avin recorrer ms distancia
lnea horizontal se llama ngulo de planeo. Un examen mas por la altitud no perdida debido a la poca resistencia. Un
minucioso de este diagrama mostrar que la resistencia se mayor rango puede lograrse, hasta cierto punto, disminuyendo
redujo y la velocidad aument, el ngulo ms pequeo ser el ngulo de ataque y por ende la resistencia inducida.
ngulo del planeo; por consiguiente, la pendiente de la En algn punto, el mejor ngulo de planeo se lograr, pero si
trayectoria de planeo depende de la proporcin entre la la velocidad aerodinmica contina aumentando, la resistencia
sustentacin y la resistencia. Al planear con el mejor ngulo parasita empezara a aumentar, y el avin empezar a perder
de ataque para el mejor radio de la sustentacin y resistencia altitud de nuevo, por el incremento de la distancia de vuelo.
(L/D), una menor resistencia ser experimentada, y un planeo Este extremo se alcanzara cuando la nariz este abajo en
ms plano resultar. L/D es una medida de la eficacia del posicin de picada.
planeo, o la limpieza aerodinmica del avin. Si L/D esta Puede mostrarse que la distancia de mejor planeo se obtiene
expresada como 11/1 esto significara que la sustentacin es cuando L/D est en el mximo. Esta condicin ptima es
11 veces mayor que resistencia. determinada para cada tipo de avin y a una velocidad usada,
que ser la velocidad recomendada para un mejor rango de
planeo para un cierto avin. Variar un poco por los
deferentes pesos de avin diferentes, y para una condicin
operacional generalmente selecciona.
Si varias instancias de una optima trayectoria de planeo fueran
trazados por un observador en tierra, bajo condiciones
variables de viento, ellos las encontraran incoherentes. Sin
embargo, el ngulo de planeo real del avin con respecto a
una masa de aire en movimiento permanecer inalterable.
Empezando de una altitud dada, un planeo con viento y a una
ptima velocidad aerodinmica de planeo cubrir menor
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distancia que con viento en calma. Subsecuentemente en una velocidad aerodinmica ms alta, cubrir la distancia
ambos casos la proporcin de descenso es la misma, la entre el punto de partida y aterrizaje en un tiempo ms corto.
medicin del ngulo visto por un observador en tierra estar Ambos, sin embargo, cubrirn la misma distancia. Por
dirigida por la velocidad de tierra, siendo la inclinacin ms consiguiente, la resistencia del avin ms pesado ser menor.
baja con relacin a la velocidad en tierra en un planeo con
viento. Por consiguiente, el efecto del viento es disminuir el LOS VIRAJES DURANTE EL VUELO
rango de planeo con un componente de viento contrario, caso
contrario del viento en calma, La actitud de planeo estar Muchos pilotos no alcanzan una comprensin completa de
determinada por el viento. cmo se hace un viraje. Pero una comprensin sobre el tema
Las variaciones en el peso total no afectan el ngulo de valdr la pena, porque muchos accidentes ocurren como
planeo si es mantenida la velocidad aerodinmica ptima resultado directo de perder el control del avin mientras se
indicada para cada peso en uso. El avin a plena carga se hace un viraje en vuelo.
hundir ms rpidamente, pero alcanzara mayor velocidad, Recapitulando, un avin posee movimiento alrededor de tres
llegando a tierra ms rpido, que si volara la misma distancia ejes. Cabeceo alrededor del eje lateral, alabeo alrededor del
exactamente pero con el avin ms ligero, y si el ngulo de eje longitudinal, y guiada alrededor del eje vertical. Guiar
planeo hubiera sido el mismo. Una mirada a la (Figura 1-44) alrededor del eje vertical causa mayor confusin sobre el
mostrar que un aumento en el factor de peso que es cmo y el por qu de un viraje. Primero, debe tenerse
equivalente a agregar traccin al componente de peso a lo presente que el timn de direccin no es para virar el avin en
largo de la de trayectoria de planeo. Por consiguiente, esto el vuelo.
significa mayor velocidad, sin embargo tambin mayor Aunque la mayora de los pilotos saben que un avin banquea
sustentacin y resistencia qu alargara el vector resultante para hacer un viraje, solo algunos saben la razn del porqu.
hasta restaurar el equilibrio geomtrico del diagrama. Esto se La respuesta es bastante simple. El avin debe banquearse
har sin afectar el ngulo de planeo. La velocidad ms alta porque la misma fuerza (sustentacin) que sostiene al avin
que corresponde al aumento de peso y se proporciona en vuelo se usa para hacer el viraje, Un avin al ser
automticamente por el componente mayor de peso, y actuara banqueado amontona aplica presin al elevador. Esto cambia
a lo largo de la trayectoria de planeo, este componente crece la direccin de la sustentacin y aumenta el ngulo de ataque
o disminuye en proporcin al peso. El ngulo de planeo no en las alas que a su vez aumenta la sustentacin. El aumento
ser afectado, por ende el rango de planeo tampoco ser de sustentacin lleva al avin hacia el viraje. La cantidad de
alterado. presin aplicada al elevador hacia atrs variar la cantidad de
Aunque el rango de planeo no ser afectado por los cambios sustentacin, lo que variara directamente tambin el ngulo de
en el peso, la resistencia disminuir con el aumento de peso y banca usado. Con un ngulo de banca pronunciado, la
aumentara con la reduccin de peso. Si dos aviones que cantidad de presin hacia atrs del elevador deber
tienen el mismo L/D, pero pesos diferentes, comienzan un aumentarse para mantener la altitud.
planeo de la misma altitud, el avin ms pesado, planeando a
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AERODINAMICA
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En un vuelo nivelado, la fuerza de sustentacin acta opuesta
y exactamente igual en magnitud a la fuerza de gravedad. La
gravedad tiende a llevar a todos los cuerpos al centro de la
tierra; por consiguiente, esta fuerza siempre acta en un plano
vertical con respecto a la tierra. Por otro lado, la sustentacin
total siempre acta perpendicular al viento relativo que para
los propsitos de esta discusin se considera que es igual al
eje lateral perpendicular al viento. Con las alas niveladas, la
sustentacin acta directamente opuesta a la gravedad. Sin
embargo, cuando el avin se banquea, la gravedad todava
acta en un plano vertical, pero la sustentacin actuar ahora

en un plano inclinado. Como se ilustra en la (Figura 1-45), la
fuerza de sustentacin puede separarse en dos componentes,
vertical y horizontal. Durante un viraje, el componente vertical
de sustentacin todava esta opuesto a la gravedad, y el
componente horizontal de sustentacin debe superar la fuerza
centrfuga. Por consiguiente, la sustentacin total debe ser
suficiente para neutralizar estas dos fuerzas. La sustentacin
total resultante acta en una situacin opuesta a la carga
resultante total, y cuando estas fuerzas contrarias sean
iguales en la magnitud, el avin mantendr una inclinacin
constante de viraje. Si el piloto mueve los mandos de tal
manera un cambio en la magnitud de alguna de las fuerzas
se iniciara, y el avin acelerar o disminuir la velocidad en
direccin de la fuerza aplicada. Esto producir un cambio de la
proporcin del viraje.
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