Hablaremos en esta entrega sobre una de las frases más famosas de la aviación “Velocidad y altura conservan la dentadura” ¿Qué tan cierta o no es este dicho? Foto The A320 Study Guide
Post escrito por: Guillermo Casalins
Ingeniero Aeronáutico
Fundación FIA
¿Velocidad y altura conservan la dentadura?
NO SIEMPRE
Es el credo del piloto alumno y del piloto veterano sabe que ha llegado a la veteranía usándolo.
Alejandro Torres, un joven copiloto de Boeing 727 en pleno crucero se voltea y me pregunta sobre el Coffin Corner, yo empiezo por aclararme la voz (para empezar la conferencia) el técnico de vuelo, Hernán Buitrago, afina el oído y se apresta a ver dónde me equivoco y el capitán Ricardo Barragán me mira de reojo (sabe que voy a contradecir todo) y lo comprueba cuando le digo al copiloto: ¿tú sabes que el avión no entra en pérdida por baja velocidad y que por el contrario si lo puede hacer por alta?
Pérdida de Sustentación
Muchas veces hemos oído a un piloto, cuando le da la aproximación o el despegue a su copiloto, o un instructor a su alumno “aumenta tu velocidad que vas a entrar en pérdida” ¿Cómo les voy a decir a pilotos veteranos y nuevos, que el avión no entra en pérdida por baja velocidad sino por alto ángulo de ataque; pero que por el contrario si puede entrar en perdida por alta velocidad? ¿es una paradoja? si vemos las fórmulas de sustentación pareciera que sí, que yo estoy equivocado, que la velocidad define la sustentación y que, si la duplico, la sustentación se multiplica por cuatro, que, si la velocidad cae, la sustentación también lo hace en esa misma proporción. Ni hablar Casalins esta vez si te equivocas, y en qué forma.
S=Cs*a*p/2*V´´
¿Pero realmente como es la cosa?
Empecemos de atrás para adelante:
¿Cómo puede entrar en perdida por alta velocidad? Bueno, vamos a definir que es la entrada en perdida y diferenciemos la pérdida con la disminución de la sustentación, cuando disminuyes la sustentación te obliga a descender si está por debajo del peso actual, pero la pérdida te obliga a disminuir el ángulo de ataque bajando la nariz del avión, ahí está la diferencia, tú puedes estar en pérdida si tu ángulo de ataque está por encima de un ángulo crítico, no importa la velocidad que tengas. Es por eso por lo que; para corregir el hight speed buffet, es necesario bajar la velocidad y para corregir el low speed buffet hay que bajar la nariz primero (para sacarlo de la pérdida) y luego aumentar la velocidad si no se quiere descender.
La pérdida por alta velocidad es promovida porque, al cabo de cierta velocidad del aire, este se convierte en un fluido con características compresibles (como es realmente el aire) mientras que con velocidades menores se considera como incompresible (como el agua) la densidad y otros factores se consideran constantes; ya después (en altas velocidades) la fórmula que mencionamos antes no funciona para nada (hay muchos factores que lo impiden). Lo mismo que con un ángulo de ataque del ala más allá del crítico, estarás en pérdida de sustentación independiente de que tengas una mayor velocidad, sin contar que estés haciendo una maniobra con algunos Gs adicionales que obviamente agravaría la situación.
La pérdida por alta velocidad se ha mejorado, por décadas, con el flechamiento del ala, así, aunque el avión este volando más rápido, el ala le hace “creer” al aire que va a una velocidad menor y se comporta como tal, disminuyendo la separación de la capa limite y la formación de ondas de choque que las que se producirían en un ala recta con el mismo perfil. Eso sin embargo no es gratis y al momento del despegue y del aterrizaje se necesitan también complicados mecanismos de hipersustentación, porque el aire sigue” creyendo” que va más lento de lo que se supone y necesitaría más velocidad de aproximación o despegue, con la necesaria longitud extra de pista para conseguir el suficiente valor en sustentación.
Sin embargo, se sigue usando la expresión velocidad de perdida. Miremos la fórmula (S=Cs*a*p/2*V´´) de nuevo para un peso dado, con un área constante, una misma altura, veremos que para tener una velocidad mínima necesitamos un CL máximo, y ese se consigue con un ángulo de ataque determinado (para un perfil en particular); Entonces, si hay una relación de velocidad y la perdida, pero realmente lo que pasa es que si la velocidad disminuye por debajo de esa valor y el piloto quiere mantener la altura, instintivamente va a levantar la nariz sin darse cuenta de que al hacerlo va a complicar la maniobra, porque va a pasar todo lo que él quería evitar y con consecuencias muchas veces desastrosas si no tienes la altura necesaria para recuperarse. Pero esto (de usar una velocidad de perdida) tiene sus ventajas, el velocímetro es el instrumento que más vigila un piloto por ser el más importante en el vuelo del avión, algunas aeronaves tienen también indicador de ángulo de ataque, pero la mayoría tiene más bien alarmas para que el piloto sepa que está excediendo (o próximo a exceder) ese valor. Otros aviones van aún más allá y le imprimen una fuerza hacia adelante a la columna del elevador (para bajar el ángulo de ataque). Podemos ver que en estos equipos no tiene relación con la velocidad ni con el peso del avión y solo está conectado a un sensor de A.O.M. que se activa algunos grados antes de que llegue al punto crítico y así alerta al piloto unos nudos antes de que sea efectiva esa pérdida de sustentación.
Coffin Corner
El rincón del féretro es tan horrible como su nombre lo indica, a medida que se aumenta el peso y la altitud, esas velocidades cambian para mal. La de baja se aumenta y la de alta disminuye y tratan de acercarse, llega una altitud donde están muy cerca (la una de la otra) y el piloto tiene una disyuntiva, si acelera entra en pérdida y si disminuye también, ya está claro que hay una limitante de altura por un peso dado.
Entonces está más claro aún, que no siempre la velocidad y altura conservan la dentadura.
