Teoría de Vuelo para Pilotos de Planeador

Teoría de Vuelo para Pilotos de Planeador
Capítulo I
EL AIRE EN QUE VOLAMOS
Todo aprendiz de conductor probablemente ha visto un camino antes de sentarse ante el volante de un automóvil. Por lo
tanto tendrá alguna idea, aunque rudimentaria, de los elementos de la conducción y de cómo se maneja un auto.
El piloto de planeador, al comienzo de su instrucción de vuelo habrá visto, indudablemente, planeadores volando a través
del aire, pero el hecho de que ese aire es invisible hace que todo el asunto de volar sea algo más bien misterioso y mágico.
Si por lo menos pudiéramos hacer visible el aire, mostrar su suave fluir alrededor de las alas y las superficies de cola del
planeador, así como los pequeños remolinos que se forman en cada irregularidad de la superficie de la máquina, entonces
los principios del vuelo serían un problema mucho más simple.
Desgraciadamente no podemos -excepto en forma ocasional en un túnel de viento para experimentos especiales- hacer
visible el aire para el estudiante pero podemos ayudarle a visualizar en su mente en forma exacta lo que le está ocurriendo
al aire y a su planeador en vuelo.
En primer lugar, debemos comprender uno o dos hechos básicos respecto al aire en general. El aire es un gas (en
realidad, una mezcla de gases) y, en consecuencia, tiene todas las propiedades de los gases. El aire tiene peso, un hecho
que sorprende a algunas personas, pero que es una realidad indudable. A nivel del mar, en condiciones normales de
atmósfera estándar el aire pesa 1,225 kilos por metro cúbico y hablamos de esto como de la densidad del aire a nivel del
mar. Debido a su peso el gran manto de aire que rodea a la Tierra ejerce una presión sobre su superficie. Dado que el aire
es un fluido, esta presión se trasmite en todas direcciones y no sentimos su efecto sobre nuestros cuerpos.
Sin embargo, dicha presión es considerable y a nivel del mar es de aproximadamente un kilo por centímetro cuadrado. Esa
es la presión que marca el barómetro que quizás cuelga de la pared de su vestíbulo, aunque este instrumento seguramente
indicará la presión en centímetros de mercurio o bien en milibares, en lugar de kilos por centímetro cuadrado.
A medida que ascendemos a través de la atmósfera habrá menos aire presionando sobre nosotros y, como es de esperar,
la presión barométrica del aire disminuirá. A 3000 metros es de sólo unos 690 gramos por centímetro cuadrado y a 6000
metros ha descendido a 460 gramos por centímetro cuadrado. Si usted vuela habitualmente en un planeador a mayores
altura, no necesita leer más. Este descenso de la presión a medida que aumenta la altura nos proporciona un medio rápido
de medir nuestra altura y, en realidad, el altímetro que se encuentra en todos los planeadores es un pequeño barómetro
cuyos datos están dados en cientos o miles de metros o pies, en lugar de centímetros de mercurio o kilos por centímetro
cuadrado. Como veremos más adelante, el altímetro debe ser usado inteligentemente ya que bajo ciertas circunstancias
puede proporcionar una información falsa.
Como todos los gases, el aire es compresible. Esto no nos afecta en cuanto a la velocidad a que vuelan nuestros
planeadores y en ese sentido podemos olvidarlo, excepto en un aspecto. Es el que se refiere al hecho de que la densidad
del aire es menor a medida que desciende la presión o, lo que es lo mismo, a medida que nos elevamos.
Por ejemplo, a 3000 metros la densidad es de alrededor de 0.9 gramos por decímetro cúbico (litro), mientras que a 6000
metros es sólo de unos 0.65 gramos por decímetro cúbico (litro). El agua y muchos otros líquidos prácticamente no
cambian su volumen cuando aumenta la presión, a diferencia de los gases, de tal manera que un litro de agua en el fondo
del mar pesará casi exactamente lo mismo que un litro de la superficie, no obstante el hecho de que la presión en el fondo
puede ser de varias toneladas por centímetro cuadrado.
Este asunto de la densidad resulta de difícil comprensión para algunas personas, por lo que tal vez sea útil dar aquí una
analogía. Imaginemos dos columnas de ladrillos, cada uno de los cuales mide 10 x 10 x 10 centímetros y pesa un kilo.
Cada columna tiene 100 ladrillos de alto. La primera columna está hecha de ladrillos sólidos, rígidos, incompresibles,
mientras que la segunda está construida de ladrillos blandos, esponjosos, como de goma, aunque también pesan un kilo
cada uno.
En la primera columna el ladrillo superior y el inferior pesan lo mismo y ocupan el mismo volumen, es decir, un decímetro
cúbico, por lo que su densidad en ambos casos es de un kilo por decímetro cúbico, no obstante que la presión en el ladrillo
superior es igual a cero (despreciamos la presión barométrica que se ejerce sobre éste) y la presión sobre el ladrillo inferior
es de 99 ladrillos o 99 kilos sobre un decímetro cuadrado. Esto corresponde al caso del agua. En la columna de ladrillos
esponjosos, sin embargo, los inferiores quedarán aplastados y el que está debajo de todo, más aplastado que ninguno.
Imaginemos que queda reducido a la mitad de su altura original, es decir, a cinco centímetros. Su volumen es ahora de 10
x 10 x 5 centímetros y, aunque su peso es aun de un kilo, su densidad será de dos kilos por decímetro cúbico. La presión
sobre el mismo es de 99 kilos por decímetro cuadrado, exactamente como en la otra columna. El ladrillo esponjoso
colocado en la parte superior no está comprimido, por lo que su volumen permanece inalterado y su densidad será de un
kilo por decímetro cuadrado. Por lo que hemos explicado, la densidad de los ladrillos compresibles será mayor a medida
que descendemos en la columna y menor a medida que ascendernos. Esto corresponde al caso del aire.
El aire además posee una cualidad conocida como viscosidad por la que tiene una tendencia a adherirse a cualquier cosa
que se mueve a través de él. Mucha gente descubre en sus primeros años que la goma de pegar, la miel y la mermelada
son fluidos muy pegajosos y viscosos, y les resulta sorprendente comprobar que el aire posee la misma cualidad. La
viscosidad del aire es, por supuesto, infinitamente menor que la de la miel; en realidad es tan pequeña que en la vida
común no nos damos cuenta de ello, pero a la velocidad de vuelo de nuestros planeadores es apreciable. Todos los fluidos,
tanto gases como líquidos, tienen alguna viscosidad, que puede ser muy pequeña, y en realidad podemos afirmar que si el
aire no tuviera ninguna viscosidad, el vuelo en planeador, tal como lo conocemos, sería imposible.
Por último, a medida que ascendemos en la atmósfera, la temperatura del aire disminuye. El régimen al cual la temperatura
disminuye en relación al incremento de la altura varía algo de un día a otro y puede incluso invertirse a cierta altitud. En ese
caso decimos que tenemos una inversión de temperatura. Este asunto de la temperatura es, desde nuestro punto de
vista de la teoría de vuelo, comparativamente sin importancia, pero de vital significación cuando consideramos la
técnica del vuelo en térmica y en nube. Esto último está, sin embargo, fuera del objetivo de este libro por lo que lo
dejaremos de lado.
Una vez que hemos delineado algunas de las propiedades más importantes de nuestro nuevo elemento, el aire, podemos
entrar en la discusión del movimiento de los cuerpos en el mismo. Aquí nos enfrentamos con nuestra primera dificultad.
Mucha gente que aprende a volar en planeador conoce las leyes de la mecánica y del movimiento, y dicha gente podrá ver
ligeramente el próximo capítulo. Para beneficio de aquellos que no cuentan con esa ventaja, analizaremos dichas leyes en
la medida que ellas nos afectan.
Capítulo II
LAS LEYES DEL MOVIMIENTO
Sir Isaac Newton entró en la historia como el hombre que inventó la gravedad cuando una manzana le cayó en la cabeza.
Además de esto, sin embargo, estudió muchas otras cosas, una de las cuales fue un gran trabajo de investigación sobre el
comportamiento de los cuerpos en reposo y en movimiento. Finalmente, enunció tres leyes del movimiento y, desde que
son leyes naturales no sujetas a modificación por el Parlamento, son tan verdaderas hoy día como cuando las enunció por
primera vez. Como era un científico eminente las enunció en un lenguaje muy florido. Trataremos de examinarlas en
términos más comunes. Son las siguientes:
LEY I Un cuerpo permanece en reposo o continúa en movimiento a una velocidad constante en línea
recta, a menos que una fuerza extraña
actúe sobre él para cambiar su estado.
LEY II
LEY III
-
La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza aplicada.
-
Para cada acción hay una reacción igual y opuesta.
Examinemos ahora los efectos de esta leyes. La Ley I no parece tener mucho sentido común para gran cantidad de gente
y, efectivamente, no es muy simple. El estado de reposo o movimiento a velocidad constante en línea recta son estados de
equilibrio y en esta situación todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo están exactamente equilibradas. Es claro que
debe haber algunas fuerzas actuando sobre todo objeto desde que no podemos tener ningún cuerpo sin peso, y su peso es
una fuerza que actúa siempre directamente hacia el centro de la Tierra. Por lo tanto, para que un cuerpo permanezca en
reposo debe haber una fuerza hacia arriba igual a su peso. Esta fuerza puede ser proporcionada por el suelo, una mesa, un
hilo si el cuerpo está colgando, o una silla -en este caso- si usted se encuentra sentado leyendo estas líneas. Esta fuerza
debe hallarse presente a menos que el peso del cuerpo no encuentre oposición, en cuyo caso se acelerará hacia la Tierra
o, en términos más comunes, caerá.
Hasta aquí estamos de acuerdo. No hay nada incomprensible, podrá decir usted. Pero aquí viene la segunda parte
que generalmente causa una cantidad de dificultades. Un cuerpo que se desplace a una velocidad constante en línea recta
también está en equilibrio y todas las fuerzas están exactamente equilibradas. Adviértase en particular que la velocidad
deberá ser constante y el movimiento deberá tener lugar en línea recta. Esto significa que si un tren marcha a lo largo de
una vía recta a 100 kilómetros por hora, la tracción de la locomotora equilibra exactamente la resistencia total, es decir, la
fricción, la resistencia del viento, etc. En forma similar, una bolita que se mueve sobre una superficie nivelada, exenta de
fricción y sin que haya resistencia del aire, rodará para siempre una vez que ha sido puesta en movimiento.
Todo esto a menudo no son más que palabras para el no iniciado y lleva una o más horas de argumentación para
convencer a una persona de que es la verdad. Aun mirado de esta manera tiene sentido. Para acelerar un cuerpo debe
serle aplicada una fuerza no equilibrada. Nuestro tren no se moverá hasta que el empuje de la locomotora supere la fricción
de todo el tren mientras permanece detenido en la estación. Tan pronto como ese empuje -o tracción- supere la resistencia
del tren, todo el tren comenzará a acelerarse. Sin embargo, tan pronto como estas dos fuerzas se equilibran, el tren deja de
acelerarse y su velocidad permanece constante y, por lo demás, continuará a esta velocidad constante indefinidamente
tanto tiempo como estas fuerzas se hallen en equilibrio. Tan pronto como el empuje comience a ser menor que la
resistencia del tren, éste perderá velocidad hasta que ambas fueras se equilibren nuevamente o el tren se detenga.
Entonces, ¿por qué no podemos acelerar un tren hasta una velocidad infinita? La respuesta es muy simple: cuanto más
rápido vamos, mayor es la resistencia al avance del tren, hasta que llegamos a un punto donde la resistencia es igual al
máximo empuje de la locomotora. Entonces hemos llegado a la velocidad límite del tren y las fuerzas se encuentran
equilibradas.
En el caso de la bolita rodando sobre una superficie a nivel y carente de fricción, sin resistencia del aire, no hay resistencia
que equilibrar, por lo que no se requiere empuje. El peso de la bolita se encuentra equilibrado por la presión de la
superficie, por lo que todas las fuerzas se hallan equilibradas y la bolita continuará rodando para siempre una vez que ha
comenzado a hacerlo o, si la detenemos aplicando una fuerza con el dedo, permanecerá detenida. Por supuesto, tal estado
de cosas no puede existir desde que no nos podemos librar completamente de la resistencia del aire sobre la Tierra ni
podemos eliminar completamente la fricción. En la práctica, sin embargo, una vez que la bolita comienza a rodar, esta
resistencia actúa sobre ella y, desde que no está equilibrada, provoca una desaceleración hasta que se detiene. Por lo
tanto, ahora podemos ver que se requiere una fuerza no equilibrada para modificar la velocidad de un cuerpo.
Sin embargo, hay algo más. Si la dirección del movimiento de un cuerpo se modifica, se requiere una fuerza para hacerlo
cambiar de dirección, aunque el valor de la velocidad del mismo no se altere. Aquí es cuando lo relativo a "en línea recta"
de la Ley 1 entra en juego. Si se conduce un auto a 65 kilómetros por hora y se toma una curva cerrada, la fricción de las
gomas sobre el suelo es la que proporciona una fuerza interna hacia el centro del viraje, para cambiar la dirección del auto.
Si esta fuerza es grande, los pasajeros encontrarán que las puertas exteriores ejercen presión sobre ellos hacia el centro
del viraje. Los pasajeros pueden sentirse empujados hacia afuera contra las puertas, pero esto se debe a que apreciar las
cosas del punto de vista del auto y no de un observador situado en el camino. Si usted no puede creer que es la fricción de
las gomas lo que provee esta fuerza hacia adentro, trate de hacer la misma maniobra sobre hielo o sobre un camino
cubierto de aceite. Aquí la fricción será mucho menor y el auto probablemente no tomará la curva. Pero -dirá usted- esta
fuerza aportada por la fricción no se halla equilibrada. Exactamente; no está equilibrada y, por lo tanto, produce una
aceleración hacia el centro del viraje, a la cual denominamos aceleración centrípeta. El auto no está en equilibrio sino en
movimiento acelerado. Por lo tanto, vemos que un cambio de dirección del movimiento es tanto una aceleración como un
cambio del valor de la de velocidad y requiere una fuerza no equilibrada para producirlo justamente en el mismo sentido.
La Ley I es la más importante de las tres y la que generalmente provoca más dificultades y argumentos, pero es vital que
sea comprendida ya que sobre ella descansa la mayor parte de los secretos del vuelo.
La Ley II es un corolario de la ley 1. La aceleración de un cuerpo es proporcional a la fuerza aplicada y esto es
exactamente lo que esperaríamos que ocurriera. El motor de un auto puede producir una fuerza de propulsión grande, de la
que obtendremos una buena aceleración. De manera similar, en un viraje realmente escarpado en un planeador recibimos
una gran fuerza en las asentaderas, porque se produce un rápido cambio de dirección, el cual ahora comprendemos es una
aceleración. En este libro no entraremos en conceptos matemáticos, por lo que no trataremos de investigar más
profundamente.
La Ley III establece que para toda acción hay una reacción igual y opuesta. Nuevamente, esto tiene sentido. No podernos
empujar un auto sin algo para empujarlo, aunque ello no sea mas que la presión de nuestros pies contra el suelo. La
presión sobre nuestras manos es, claramente, la misma presión sobre el auto. En cualquier punto donde una fuerza actúa
sobre un cuerpo puede advertirse que hay una reacción igual y opuesta en cualquier cosa que esté proporcionando la
fuerza. Por lo tanto, en un viraje escarpado el planeador está aportando una gran fuerza sobre nuestras asentaderas para
producir un cambio de dirección en nuestro cuerpo pero, al mismo tiempo nuestras asentaderas están produciendo una
reacción igual y opuesta sobre el asiento del planeador. Es esta reacción lo que hace decir a algunas personas que se
sienten aplastadas contra el asiento cuando en realidad están siendo empujadas desde abajo.
Cuando hablamos de fuerzas que actúan sobre un cuerpo debemos tener cuidado de considerar todas las fuerzas.
Algunas pueden equilibrar a otras o hacerlo sólo parcialmente, y si todas las fuerzas se equilibran exactamente, tenemos el
estado de equilibrio (reposo o movimiento constante en línea recta), que indica la Ley I. Si todas las fuerzas no están
equilibradas, la fuerza neta no equilibrada es la que produce la aceleración.
Capítulo III
RESISTENCIA, SUSTENTACIÓN, PERFIL ALAR
No hace falta mucha inteligencia para advertir que si desplazamos un objeto a través del aire, habrá alguna resistencia
actuando sobre el objeto en dirección opuesta a la del desplazamiento. Llamamos a esto resistencia (que se representa
con la letra D por venir del inglés Drag). De la misma manera, si hacemos volar un planeador en línea recta a velocidad
constante deberemos disponer las cosas como para que en el planeador haya fuerzas que se opongan y equilibren
exactamente esta resistencia y también el peso del planeador. El peso del planeador es mucho mayor que la resistencia 15 o 20 veces más-, por lo cual resulta claro que lo que necesitamos para soportar la máquina en el aire es algún elemento
que produzca una gran fuerza para equilibrar el peso del planeador y que, a su vez, ofrezca una pequeña resistencia al
avance. Este algo es el ala y, con mucho, el más importante elemento del planeador.
Los investigadores de las oscuras épocas de los primeros vuelos imaginaron que una superficie plana que se desplazara a
través del aire a un pequeño ángulo podría servir como ala. Estaban en lo cierto, pero pronto descubrieron que podían
disponer de alas más eficientes y mejores dando curvatura a estas superficies, en lugar de hacerlas planas. Estas
superficies curvas, denominadas perfiles alares, producían un efecto de sustentación mucho mayor con una resistencia
mucho menor.
Figura 1
Ahora permítasenos considerar las alas en abstracto y no como parte de un planeador. En la figura 1 el dibujo rayado
representa un perfil alar el cual es, justamente, otro nombre que se aplica a la forma de un ala cuando se examina a través
de un corte transversal. La línea AB representa la cuerda, la cual es simplemente la línea determinada por un borde recto
colocado contra el perfil. La línea punteada indica la dirección desde la cual se aproxima el aire a nuestro perfil y el ángulo
entre la cuerda AB y la flecha se denomina α (alfa) o ángulo de ataque. Esto es importante y, por favor, adviértase desde el
principio que este ángulo no tiene nada que ver con la dirección horizontal, vertical o cualquier otra. Es, pura y
simplemente, el ángulo con que la cuerda alar ataca el aire.
El efecto del aire sobre nuestro perfil es el de una fuerza sobre el mismo a la que denominamos fuerza resultante en
alguna dirección, como se representa por la flecha R. Desde que no conocemos la exacta dirección de R, es mucho más
conveniente dividirla en dos fuerzas, una de ellas paralela y la otra perpendicular a la dirección del aire (nuestra línea
punteada). Denominamos a la primera fuerza resistencia (D) y se indica mediante la flecha D, mientras que a la segunda la
denominamos sustentación y está representada por la flecha L (L proviene de lift, sustentación en inglés). Ahora podemos
olvidamos de R y trabajar con sus dos componentes: L y D.
Las definiciones anteriores son tan importantes que las repetiremos aquí:
Sustentación es la fuerza que se desarrolla en ángulo recto respecto de la dirección de ataque del aire (que es igual y
contraria a la dirección de la trayectoria del ala en el aire).
Resistencia es la fuerza paralela a dicha dirección de ataque del aire.
Ángulo de ataque es el determinado por la cuerda alar y el desplazamiento del aire.
Debe advertirse que la figura 1 ha sido dibujada deliberadamente inclinada para evitar cualquier confusión con respecto a
la horizontal o la vertical.
Por supuesto, hay muchas formas diferentes de perfiles que tienen nombre propio, y las características de muchos cientos
de ellos han sido investigadas muy cuidadosamente. Algunos son muy gruesos y presentan una gran curvatura. Son los
que proporcionan, por lo general, una gran sustentación pero al mismo tiempo ofrecen gran resistencia, lo que los hace
algo ineficientes a altas velocidades, aunque son excelentes a bajas velocidades. Otros son muy planos y pueden
presentar una superficie inferior convexa. Estos presentan poca resistencia y aunque pierden algo de sustentación dan a
una máquina buenas velocidades desde que pueden volar rápido sin que la resistencia se incremente mayormente.
No podemos hacer nada con respecto a los perfiles alares de nuestros planeadores. Los mismos fueron establecidos y
construidos por los diseñadores. Sin embargo, resulta interesante dar un vistazo al hangar de cualquier club de
planeadores y advertir los perfiles alares de las máquinas, para tratar de visualizar cuál fue el pensamiento del diseñador
cuando decidió emplear un perfil determinado.
Las máquinas de entrenamiento presentan un perfil de un espesor generoso, con buenos alabeos, para proporcionar una
performance razonable y un vuelo limpio. Los planeadores con montantes como el Specht tienen perfiles gruesos y mayor
curvatura. Aquí el diseñador ha buscado en primer lugar máxima sustentación y buenas cualidades de vuelo a vela,
características que sólo pueden lograrse a velocidades razonablemente bajas. Por sobre estas velocidades la resistencia
se hará excesiva y se verá afectado el ángulo de planeo. Los planeadores de alta performance tienen también perfiles
gruesos, pero esto se debe en parte a la necesidad de disponer en el ala de un larguero resistente, desde que por lo
general estas máquinas no tienen montantes. Estos perfiles alares, sin embargo, tienen muy pequeña curvatura y son
planos o casi planos en su cara inferior, con lo que proporcionan una baja resistencia a alta velocidad al precio de sacrificar
alguna sustentación a baja velocidad. Estas máquinas pueden volar rápido casi con la misma eficiencia que lo pueden
hacer a baja velocidad. Pueden desarrollar una alta velocidad.
En los últimos años ha invadido el mundo volovelista un nuevo tipo de perfil alar y en la actualidad es casi universal en las
máquinas de alta performance. Es el denominado perfil laminar. Por supuesto, hay muchas variedades de perfil laminar,
pero todas tienen la misma característica: la parte más gruesa del ala está situada considerablemente desplazada hacia
atrás. El efecto de este hecho es el de producir un perfil que presenta una excepcional baja resistencia cuando se vuela a
pequeños ángulos de ataque.
Cuando el aire fluye sobre una superficie puede hacerlo en una de dos formas. Primero, el flujo puede ser laminar, es
decir, cada porción de aire puede deslizarse suavemente sobre la porción que está debajo, de tal manera que el aire que
se encuentra en contacto con la superficie estará en reposo. La viscosidad es lo que hace que el aire se adhiera a la
superficie. En segundo lugar, el flujo puede ser turbulento. En este caso la viscosidad hace nuevamente que el aire se
adhiera a la superficie y sea arrastrado a lo largo, pero las sucesivas capas de aire superiores no fluyen suavemente una
sobre otra, sino que tienden a formar una serie de pequeños remolinos o vórtices, que se desplazan a lo largo de la
superficie. A corta distancia de la superficie el aire se desplaza nuevamente con suavidad y esta capa de pequeños
remolinos forma algo así como un sándwich entre la corriente de aire principal y la superficie del ala. Los expertos en
aerodinámica la denominan capa límite. Si el flujo en la capa límite es turbulento se desperdicia mucha energía en la
formación de los remolinos y esto origina una resistencia extra.
El aire generalmente fluye en forma laminar sobre un ala hasta el punto donde es más gruesa, pero allí tiende a volverse
turbulento en la capa límite. Esta es la razón por la cual se encuentra tan atrás el punto más grueso de un ala laminar.
Puede advertirse también que las curvas de una sección de un ala laminar son muy suaves. Estas características tienden a
mantener el flujo laminar sobre una gran porción del ala. Típicos ejemplos de máquinas con alas de perfil laminar son los
veleros de alta performance de plástico (como los Cirrus, Nimbus, ASW, DG, etc.).
En este mundo nunca conseguimos algo por nada y, por supuesto, estos perfiles laminares tienen sus problemas. El
principal es el de que cualquier cosa que eche a perder la forma del perfil tienen un efecto muy malo en su performance. La
lluvia en las alas es suficiente para echar a perder la eficiencia del perfil en gran proporción, y el hielo reducirá la
performance de un planeador de alta eficiencia haciéndola similar a la de una máquina de entrenamiento de tercer orden.
Imaginemos que la figura 1 representa un pequeño modelo de un perfil alar situado en un túnel de viento. Lo que queremos
saber es cómo varían las fuerzas de sustentación (L) y resistencia (D) en diferentes circunstancias y cuáles son los factores
que las afectan. En primer lugar, ambas son afectadas por la densidad del aire. Cuanto mayor sea la densidad, mayores
serán la resistencia y la sustentación. Esto parece sumamente natural y obvio. No podemos hacer nada con respecto a la
densidad del aire, por lo que nos olvidaremos de ella por el momento advirtiendo, simplemente, que si tratamos de hacer un
remolque por torno en la cima del Everest encontraremos que nuestro planeador carece casi de sustentación.
En segundo lugar encontramos que ambas, resistencia y sustentación, son afectadas por la velocidad del aire. Si todo se
mantiene constante y la velocidad del aire varía, encontramos que la resistencia y la sustentación varían casi exactamente
en razón del cuadrado de la velocidad. Por ejemplo, si duplicamos la velocidad, la resistencia y la sustentación se
multiplican por cuatro.
En tercer término, sustentación y resistencia aumentan a medida que aumenta la superficie de nuestro modelo. Sin
embargo, en un planeador la superficie del ala no varía. No podemos hacer nada al respecto y es algo que concierne al
diseñador de la máquina y no al piloto.
Figura 2
En cuarto lugar -y el más importante- sustentación y resistencia son afectadas por el ángulo de ataque, aunque no
precisamente de la misma manera. Veamos primero la sustentación. La figura 2 muestra lo que le pasa a la sustentación si
variamos el ángulo de ataque manteniendo todo lo demás constante. Resulta sorprendente advertir que hay alguna
sustentación cuando el ángulo de ataque es igual a Oº. Esto se debe al hecho de que nuestro perfil alar es ligeramente
combado y la línea central de la sección, con su curvatura, presenta un pequeño pero positivo ángulo de ataque. Si nuestra
sección fuera simétrica en sus superficies superior e inferior, no habría sustentación cuando α = O. Normalmente este tipo
de secciones se utilizan en las superficies de cola.
Además, adviértase que a medida que α se incrementa, lo mismo ocurre con la sustentación en una proporción más o
menos directa. Esta situación no se mantiene indefinidamente: por lo general, cuando α llega a más o menos 15º la
sustentación no se incrementa más y cualquier aumento posterior de α da como resultado una sustentación menor. Este
punto es el de pérdida de sustentación del perfil y el ángulo al cual tiene lugar se denomina ángulo de pérdida. Resulta
curioso comprobar que todos los perfiles alares entran en pérdida más o menos al mismo ángulo y si partimos de la base
de que dicha pérdida tiene lugar a unos 15º o 16º, no tendrá importancia cuál es el perfil que estamos utilizando.
Figura 3
Este fenómeno de la pérdida es muy importante y lo investigaremos luego más profundamente. Mientras tanto, veamos qué
pasa con la resistencia cuando variamos el ángulo de ataque si mantenemos todo lo demás constante. La figura 3 muestra
que la resistencia se comporta mas o menos como esperamos que lo haga. Está en su punto menor cuando α vale
alrededor de Oº, o en algunos perfiles alares quizás 2º; a medida que aumenta α la resistencia se incrementa, pero más
rápidamente. Cuando llegamos a la pérdida la resistencia comienza a aumentar más rápidamente aun.
Figura 4
Con respecto a la pérdida comprenderemos su mecanismo si nos damos cuenta exactamente de qué le ocurre al aire
cuando un perfil alar entra en pérdida. El comportamiento de la sustentación se vuelve más comprensible. La figura 4 es un
diagrama de un perfil alar que vuela a un pequeño ángulo de ataque, sin estar en pérdida. El aire fluye ordenadamente por
encima y por debajo y en la parte inferior se forma una zona de alta presión, mientras arriba hallamos un región de baja
presión. Si lo preferimos podemos verlo de la siguiente manera. En la parte inferior el aire es obligado a cambiar de
dirección hacia abajo por la superficie inferior del perfil. Este cambio de dirección requiere una fuerza y la reacción del aire
sobre el perfil proporciona parte de la sustentación. En la superficie superior las cosas son un poco más complicadas. Aquí
el aire tiene que deslizarse sobre una curva pronunciada y nuevamente se requiere una fuerza para hacer que el aire
cambie de dirección. Esta fuerza es proporcionada por el hecho de que hay una reducción de presión en la superficie
superior del perfil comparada con la presión atmosférica o estática. Esta reducción de la presión (o succión, si se prefiere)
es más importante que el aumento de la presión en la parte inferior del perfil y en condiciones normales contribuye con la
mayor parte de la sustentación.
Figura 5
En la figura 5 el perfil alar está volando a un ángulo de ataque mayor que el de pérdida. Está en pérdida. Adviértase que la
superficie inferior está cumpliendo -más o menos- con su función, pero el aire no puede dar la vuelta a la esquina sobre la
superficie superior y se disgrega en una serie de pequeños remolinos. La parte superior no trabaja y la sustentación
disminuye en forma pronunciada. La turbulenta masa de pequeños remolinos crea además un considerable incremento de
la resistencia.
Esta que hemos dado es una simplificación extrema, pero constituye una forma correcta de ver las cosas.
Hay otra cosa importante que considerar respecto a estas fuerzas de sustentación y resistencia. Nos referimos al punto del
perfil alar en que dichas fuerzas actúan. Llamamos a este punto centro de presión. Si hiciéramos un control para determinar
dónde reside este centro de presión hallaríamos que el mismo se desplaza a medida que cambia el ángulo de ataque. A
ángulos de ataque comunes el centro de presión se halla ubicado a un cuarto o 25% de la longitud de la cuerda, partiendo
del borde de ataque del perfil alar. A pequeños ángulos está más hacia atrás; a Oº tal vez a mitad de camino. A medida que
incrementamos el ángulo de ataque el centro de presión se mueve hacia adelante hasta que, justamente antes de la
pérdida comienza a desplazarse hacia atrás nuevamente. Este movimiento del centro de presión es más bien algo enojoso
como veremos luego, cuando hablemos de estabilidad y control.
Se han hecho infinitos esfuerzos, con mayor o menor éxito, para diseñar un perfil alar con un centro de presión
estacionario. Desgraciadamente lo que se gana por un lado se pierde por el otro y todas estas tentativas dan como
resultado un aumento en materia de resistencia o una disminución de la sustentación. En nuestros planeadores queremos
eficiencia en el vuelo y estos inconvenientes resultan muy caros. Por lo tanto, aceptamos esta dificultad de un centro de
presión desplazable y la solucionamos instalando superficies de cola para controlar sus movimientos erráticos.
Capítulo IV
EL ALA EN EL PLANEADOR
VUELO NIVELADO (equilibrio)
Ahora permítasenos volver nuestra atención a un planeador completo. El instructor de vuelo nos habrá mostrado los tres
controles básicos del planeador y cómo operan, de tal manera que no necesitamos entrar aquí en grandes detalles, pero
hay uno o dos términos que usaremos, los cuales requiere una pequeña explicación.
Los pedales controlan el movimiento de la máquina hacia los costados. Si presionamos el pedal derecho la nariz del
planeador se dirige a la derecho y viceversa. Los alerones controlan el movimiento de la máquina sobre su eje longitudinal,
el cual se denomina rolido. Si llevamos la palanca hacia la derecha la máquina rola hacia la derecha. El timón de
profundidad controla el ascenso o descenso de la máquina. Llevamos la palanca hacia adelante y la máquina pica, es decir,
baja la nariz.
Un planeador rota sobre su eje vertical. Efectúa un rolido sobre su eje longitudinal y pica o cabrea sobre su eje trasversal.
Estos ejes deben ser considerados como tres líneas imaginarias que se encuentran a ángulos rectos entre sí y que pasan a
través del centro de gravedad de nuestro velero, donde se balancearían si la máquina se apoyara en un punto. Hablamos,
por supuesto, de un planeador completo, con su piloto.
Figura 6
En primer lugar tomemos una situación ideal. La figura 6 muestra un planeador que vuela a su ángulo óptimo de planeo. El
peso W actúa verticalmente hacia abajo, a través del centro de gravedad; la sustentación L actúa a ángulos rectos con
respecto al desplazamiento del aire o trayectoria de vuelo, y la resistencia D actúa en forma paralela al sentido del vuelo.
Adviértase, por favor, que desde que en un planeador no podemos mantener indefinidamente un desplazamiento horizontal
nivelado, el vuelo debe tener cierto ángulo de caída. Llamamos a este ángulo mínimo, ángulo óptimo de planeo. Esto
significa que la sustentación no se ejerce verticalmente hacia arriba y que la resistencia no es en sentido horizontal.
El planeador vuela a una velocidad constante en línea recta por lo cual todas las fuerzas que actúan sobre el mismo deben
estar exactamente equilibradas en todas direcciones. No deberá haber ningún desequilibrio, en ninguna dirección. Esto nos
lleva a la desagradable conclusión de que la sustentación es ligeramente menor que el peso, debido a que la resistencia
está actuando ligeramente hacia arriba. En la práctica es una diferencia tan pequeña que la podemos despreciar y
considerar que sustentación es igual a peso, pero debemos reconsiderar esto cuando se trata de situaciones de vuelo
distintas a la de mejor ángulo de planeo.
Hay otra condición que debe ser satisfecha si el planeador ha de permanecer en equilibrio. Es la de que todas las fuerzas
actuando al mismo tiempo no deben producir un momento de cabeceo que tienda a hacer elevar o bajar la nariz. En la
figura 6 las fuerzas han sido cuidadosamente dibujadas de tal manera que todas ellas se encuentran en un punto y no hay
momento de cabeceo. Esto es engañoso y por eso hemos hablado de una situación ideal. Si la sustentación actúa por
delante del CG la nariz tenderá a subir y viceversa. Esta situación ideal raramente se logra en la práctica, y si no se logra
debemos procurar una fuerza que equilibre la situación -hacia arriba o hacia abajo- la cual debe ser provista por las
superficies de cola. Vale la pena tratar de llegar lo más cerca posible del ideal porque la provisión de una fuerza de
equilibrio en la cola involucra alguna resistencia extra y toda resistencia es algo que debernos tratar de evitar. Sin embargo,
desde que el Centro de gravedad del planeador variará con los distintos pilotos, y el centro de presión -el lugar donde actúa
la sustentación- también se mueve, resulta claro que no es fácil asegurar que pueda lograrse una situación ideal. Desde un
punto de vista práctico es preferible que la sustentación se halle ligeramente por detrás del centro de gravedad, ya que un
planeador con tendencia a bajar la nariz es mucho más seguro que otro que tienda a cabrear y entrar en pérdida a la menor
oportunidad.
Ahora se advierte que en el vuelo recto común lo que deseamos del ala es una sustentación aproximadamente igual al
peso del planeador. Ya hemos hablado de todo aquello que afecta la sustentación de un ala. La únicas dos cosas sobre las
cuales tenemos algún control son la velocidad y el ángulo de ataque. Pero la sustentación que necesitamos en el vuelo
recto es constante. Por lo tanto, si la velocidad aumenta y la sustentación tiende a incrementarse, es necesario disminuir el
ángulo de ataque para mantener la sustentación constante. De manera similar, si disminuimos la velocidad el ángulo de
ataque debe incrementarse. El piloto del planeador muy a menudo no sabe nada sobre ángulos de ataque. Simplemente
ubica la nariz de la máquina en la posición correcta con su timón de profundidad para lograr la velocidad que desea. Sin
embargo, está seleccionando un ángulo de ataque con su timón de profundidad. Luego, el planeador adopta una velocidad
correspondiente a un ángulo de ataque. Hemos visto antes que un perfil alar determinado siempre entra en pérdida a un
determinado ángulo de ataque. Ahora, desde que hay una velocidad para cada ángulo de ataque en vuelo recto y nivelado,
hay una velocidad a la cual el ángulo de ataque ha llegado al ángulo de pérdida. Esto es lo que se llama velocidad de
pérdida y es la velocidad mínima a que puede volar un planeador. A velocidad menor el ala no está en condiciones de
producir suficiente sustentación para equilibrar el peso y el planeador comenzará a caer. Adviértase que si se reduce el
peso -por ejemplo, instalando un piloto más liviano-, el ángulo de pérdida tendrá lugar a una velocidad menor que la
anterior y la velocidad de pérdida es menor. Con un piloto más pesado la velocidad de pérdida es más elevada.
Esta variación en el peso no es muy grande en la mayoría de los planeadores (excepto en el caso de lastre de agua); sin
embargo puede ser apreciable en el caso de un biplaza, el cual puede ser volado con dos personas o con una sola. No
obstante, tendemos a considerar la velocidad de pérdida de un planeador en particular como una velocidad fija. Esto
depende del tipo de planeador, por supuesto, desde que el diseñador puede haberse decidido por un ala muy grande en
relación al peso total, es decir, por una baja carga alar. En este caso, debido al ala muy grande llegaremos al ángulo de
pérdida a una velocidad muy baja porque hemos visto anteriormente que la sustentación también depende de la superficie
alar. Si tenemos un ala pequeña y una gran carga alar, entraremos en pérdida a una velocidad alta por la misma razón.
Adviértase, por ejemplo, que en un avión de bombardeo pesadamente cargado su velocidad de pérdida cuando despega
puede ser muy diferente de su velocidad de pérdida cuando aterriza, después de haber lanzado unas toneladas de bombas
y consumido todo su combustible.
Lo que debemos recordar es que el perfil alar o el ala entrarán en pérdida cuando el ángulo de ataque exceda el ángulo de
pérdida, generalmente alrededor de los 15º, y adviértase nuevamente que este ángulo no tiene nada que ver con la
posición hacia arriba, hacia abajo, horizontal o vertical. Para un determinado planeador este ángulo se alcanza en vuelo
recto y nivelado a la velocidad de pérdida ordinaria.
VUELO ACELERADO
No hay por qué alarmarse ante este título. Hemos estado considerando el planeador en vuelo recto y nivelado. En una
palabra, un planeador en equilibrio. Vuelo acelerado significa, simplemente, un vuelo en el cual la velocidad o la dirección
del vuelo, o ambas cosas, están cambiando. Solamente eso. Incluye todas las situaciones de vuelo tales como virajes,
picadas, aceleraciones y la mayoría de las maniobras acrobáticas. Dejaremos aparte lo relativo a acrobacia por el
momento, pero cuando usted comience a volar en viraje en térmicas advertirá que una buena parte de su vida en el aire
transcurre en vuelo acelerado.
Tal vez el estado de vuelo en el cual el valor de la velocidad cambia es el más simple, por lo que permítasenos tratar de
este caso en primer lugar. Mucha gente que no sabe nada de vuelo a vela mira un planeador y exclama: ¿Pero qué es lo
que lo hace moverse? No se dan cuenta de que el planeador no es más que un trineo aéreo y mucha gente puede ver por
qué funciona un trineo que se desliza sobre la nieve. Si usted no puede verlo le sugerimos que tome un curso de trineo en
lugar de uno de vuelo. Pero ocurre que es tan grande la eficiencia de los actuales diseñadores de planeadores que resulta
casi imposible ver que estas máquinas se encuentran realmente volando en una ligera pendiente.
Veamos nuevamente la figura 6 e imaginemos que el piloto del planeador baja levemente la nariz de su máquina. El efecto
de esta acción es que las fuerzas de sustentación y resistencia rotan muy ligeramente en sentido contrario al movimiento
de las agujas del reloj. W permanece sin modificar, de tal manera que el resultado siguiente es que hay una pequeña
fuerza sin equilibrar en alguna dirección, aproximadamente en el sentido del vuelo. Debido a las leyes del movimiento esta
fuerza produce una aceleración y entonces la máquina aumenta la velocidad. Continuará aumentando su velocidad hasta
que las fuerzas se encuentren en equilibrio nuevamente, y esto tiene lugar cuando la resistencia se incrementa
suficientemente. Luego, la máquina se encuentra otra vez en equilibrio volando a una velocidad mayor y a un ángulo de
planeo más pronunciado. Exactamente lo contrario tiene lugar si se eleva apenas la nariz. En estos cambios tiene lugar una
pequeña variación en el valor de la sustentación desde que la componente vertical de ambos -sustentación y resistenciadeben equilibrar W, y también tiene lugar un pequeño cambio en el ángulo de ataque, debido al cambio de la velocidad.
No tenemos motor en nuestro aparato, por lo que los cambios de velocidad llevan cierto tiempo, excepto durante la
acrobacia. Los cambios de dirección son otra historia.
Si un planeador está picando a una alta velocidad y sale de la picada para entrar en vuelo nivelado, resulta claro que ha
tenido lugar un cambio de dirección del vuelo. De acuerdo a lo que hemos aprendido sobre las leyes del movimiento, se
requiere una fuerza no equilibrada en dirección al centro de la curva que describe el planeador. La única forma de obtener
esta fuerza es mediante el incremento de la sustentación del ala. Todo lo que hace el piloto es llevar atrás la palanca y
elevar la nariz del planeador. Esto tiene el efecto de incrementar el ángulo de ataque con lo que inmediatamente la
sustentación se hace mucho mayor. Ahora la sustentación está haciendo dos cosas. Aun se está oponiendo y equilibrando
el peso del planeador aunque la resistencia le está ayudando en esta tarea, pero al mismo tiempo la sustentación está
proporcionando la fuerza hacia el centro de la curva que describe el planeador. La sustentación en esta etapa del vuelo es
mucho mayor que el peso del planeador. Cuánto mayor será ha de depender de la velocidad del planeador y de lo brusco
del movimiento de palanca atrás. Los planeadores pueden soportar en esta situación una carga mayor que la que pueden
aguantar sus pilotos y como una guía grosera podemos afirmar que muchos pilotos perderán el sentido cuando la
sustentación llegue a 4 o 5 veces el peso del velero. Adviértase que, no obstante que la velocidad del planeador es
elevada, el ángulo de ataque es muy grande desde que estamos requiriendo una gran cantidad de sustentación del ala. Si
se exige demasiada sustentación del ala, el ángulo de ataque puede llegar al ángulo de pérdida y el ala entrará en pérdida.
Aquí puede ayudamos un ejemplo. Tomemos un planeador que entre en pérdida en vuelo normal a 70 Km. por hora. A 140
Km. por hora, si el ángulo de ataque se incrementa hasta llegar al ángulo de pérdida, la sustentación será de:
2
2
2
140 / 70 , es decir, 2
o sea cuatro veces lo que era cuando entraba en pérdida a 70 Km. por hora, porque la sustentación varía con el cuadrado
de la velocidad.
Un planeador volando en un viraje constante es en algún sentido distinto. Como antes, requiere una fuerza dirigida hacia
dentro del círculo en el cual está volando, pero en este caso el círculo es horizontal, mientras que en el caso de la salida de
la picada el círculo era vertical. Si tomamos una curva con un auto, esta fuerza hacia dentro es suplida por la fricción de las
gomas sobre el camino. Aun en el caso de un bote, la fuerza interna puede ser suplida por la presión del agua en los
costados, porque el bote está sabiamente diseñado para ofrecer la menor resistencia cuando se mueve hacia adelante,
pero una gran resistencia al ser desplazado de costado. Esta idea lleva a algunos a imaginar que un planeador puede virar
simplemente moviendo los pedales. Si se intenta hacerlo el planeador girará hacia un lado, pero desde que la única fuerza
interna que actúa sobre él es la causada por el fuselaje contra el aire, virará muy lentamente. La resistencia es enorme,
como puede esperarse y el resultado -si se trata de un planeador- es una gran pérdida de altura o de velocidad, o de
ambas.
Como hemos visto anteriormente, la única fuerza sobre la cual tenemos algún control directo es la sustentación, a la que
obligamos a hacer el trabajo por nosotros, inclinando el planeador.
Figura 7
La figura 7 es un diagrama de la situación en un viraje mediano. W es el peso del planeador, que por lo general actúa
verticalmente hacia abajo. L es la sustentación de las alas y, como puede verse, está haciendo dos tareas. Para simplificar
esto, hemos dividido la sustentación en dos partes L1 y L2. L1 está equilibrando el peso del planeador, mientras que L2
está proporcionando la fuerza interna -o centrípeta- para hacer que el planeador cambie de dirección en forma continua.
Las fuerzas no se equilibran horizontalmente porque el planeador está en aceleración (cambio de dirección). Adviértase en
particular que la sustentación es mayor que el peso del planeador. Estamos requiriendo más sustentación del ala que la
que produciría normalmente a la velocidad a que está volando y la obtenemos llevando atrás la palanca e incrementando el
ángulo de ataque. Si exageramos esta operación y requerimos demasiada sustentación el ángulo de ataque puede llegar a
igualar el ángulo de pérdida y el planeador entrará en pérdida. Si el planeador está volando lentamente -y por esta razón a
un ángulo de ataque pronunciado-, cuando el piloto decide realizar un viraje escarpado, antes de que se incremente mucho
el ángulo de ataque habrá llegado al ángulo de pérdida. Esta es la razón por la cual el instructor indica: No intente hacer
virajes escarpados a baja velocidad, y por qué la velocidad de pérdida se incrementa más cuanto más escarpado el viraje.
EL EFECTO DE LA VELOCIDAD
En la primera parte de este capítulo, cuando estábamos discutiendo el vuelo nivelado, vimos que un planeador puede volar
a distintas velocidades. La velocidad menor a que puede volar es la velocidad de pérdida. La más alta, teóricamente, es su
velocidad terminal en una picada vertical, pero en la práctica pocas máquinas son diseñadas para soportar este maltrato y
las máximas velocidades a las cuales puede volar un planeador son determinadas por los diseñadores e indicadas en la
cabina. Lo que queremos investigar ahora es el efecto de volar un planeador a distintas velocidades.
Figura 8
La figura 8 es más o menos una reproducción de la figura 6, con el agregado de algunos detalles. El planeador está en
vuelo recto constante y se encuentra descendiendo en una línea que diremos forma un ángulo θ (theta) con el horizonte.
Sabemos por nuestras discusiones sobre perfil alar que L y D son realmente dos partes de la fuerza resultante R y que si
agregamos L y D juntos, teniendo en cuenta sus direcciones, por supuesto, obtenemos R, la cual equilibra W (el peso),
desde que el planeador está en equilibrio. Este agregado es lo que hemos hecho gráficamente y la recta LR es,
simplemente, nuestro vieja amiga D, ubicada al final de L. Ahora podemos ver un factor interesante. Desde que L está en
ángulo recto respecto a la línea de vuelo y R está en ángulo recto respecto al horizonte, el ángulo entre L y R es el mismo
que el que hay entre la línea de vuelo y el horizonte, ángulo al que hemos decidido llamar θ. Por lo tanto, la relación L/D es
la cotangente de θ, para aquellos a quienes gusta la trigonometría. Para quienes no les gusta podemos decir que si el
ángulo θ es 1 en 10, entonces la sustentación es 10 veces la resistencia. Si e es 1 en 17, entonces la sustentación es 17
veces la resistencia, y así sucesivamente. Ahora se advierte que el ángulo de planeo de nuestro planeador simplemente
depende de la relación L/D. Si hacemos L/D más grande, digamos 25, entonces el ángulo de planeo es de 1 en 25, es
decir, nuestro planeador volará hacia adelante 25 metros por cada metro de altura que pierde. Esta relación L/D dependerá
del perfil alar particular que el diseñador ha establecido para nuestro planeador, pero dependerá también del ángulo de
ataque al cual está volando el ala. Si obtenemos la curva de sustentación y la curva de resistencia (figuras 2 y 3) de este
perfil particular y dividimos la sustentación a cualquier ángulo de ataque por la resistencia a ese ángulo, y repetimos el
proceso para todos los ángulos de ataque, habremos obtenido una curva L/D como se muestra en la figura 9. Para obtener
un resultado exacto tenemos que considerar la sustentación de todo el planeador: ala, cola, fuselaje, etc., y la resistencia
total cuando se compila esta curva.
Figura 9
Lo primero que advertirnos de esta curva es que hay sólo un ángulo de ataque -en este caso alrededor de los 4º- en que
obtenemos nuestra máxima relación L/D. En este punto el valor de L/D es de alrededor de 25, por lo que obtendremos una
relación de planeo de 1 en 25. Si α es mayor o menor que este valor, entonces nuestro L/D disminuye y nuestro ángulo de
planeo empeora. Por ejemplo, para α = 10º, L/D = 20, desde que el ángulo de planeo es de 1 en 20 y también para:
α = 2,5º , L/D = 20, y el ángulo de planeo es 1 en 20.
En el planeador no hay forma de indicar al piloto cuál es el ángulo de ataque en un momento particular, pero ahora
sabemos que si la máquina está en equilibrio, cada ángulo de ataque corresponde a cierta velocidad (supuesto que el peso
del planeador es constante). El piloto ha obtenido un instrumento para saber cuál es su velocidad -el velocímetro-, así que
en lugar de pensar en términos de ángulo de ataque podemos pensar en términos de velocidad del aire. Sin embargo, hay
una velocidad a la cual el ángulo de planeo es máximo y sólo una. Más ligero o más despacio que esta velocidad, el ángulo
de planeo se hace más pronunciado.
¿Cuál es el efecto de un cambio de peso del planeador? Un piloto más pesado significará que hará falta más sustentación
para equilibrar el peso. Si las características del perfil y la máquina permanecen inalteradas la mejor relación L/D tendrá
lugar al mismo ángulo de ataque, pero desde que se requiere más sustentación, este ángulo de ataque corresponderá
ahora a una velocidad ligeramente más elevada. Vemos entonces que el mejor ángulo de planeo es el mismo, sólo que se
logra a una velocidad del aire ligeramente mayor que en el caso anterior. Con un piloto más liviano ocurre lo inverso.
Cuando el diseñador crea una máquina de gran penetración o con una alta velocidad, debe esforzarse por elegir un perfil
alar y una configuración para su máquina que hagan que la curva de la misma sea lo más plana posible en su parte
superior y que no descienda repentinamente. Esto significa que hay una variedad de ángulos de ataque en los cuales el
ángulo de planeo está muy cerca del mejor. Consecuentemente, el piloto dispone de una amplia gama de velocidades a las
cuales puede volar sin tener que recurrir a un ángulo de ataque que no es el óptimo.
Hay otra velocidad importante para cada planeador: la de mínima caída. Esta es la velocidad a la cual la potencia requerida
para impulsar un planeador es mínima. Pero se supone que un planeador no tiene una planta de poder. Sí, la tiene. Está
utilizando energía durante todo momento; energía aportada por el hecho de que desciende en la dirección en que actúa el
peso. Los físicos llaman a esto energía potencial y la energía potencial de un planeador se acaba cuando aterriza. Posee
una buena cantidad de energía potencial a 1500 metros de altura y el doble cuando llega a los 3000. La potencia que utiliza
el planeador es el régimen de descenso a través del aire. Cuando la potencia es mínima, la caída es mínima. El planeador
aun utiliza energía cuando trepa en una térmica, pero en este caso la energía está siendo aportada por la fuerza
ascendente del aire en el cual vuela el planeador, por lo que éste tiene una ganancia neta de energía y por esa razón trepa.
Observando la curva de resistencia (Fig. 3) podernos ceder a la tentación de decir que la resistencia es mínima en algún
punto cuando α = 0º a 2º. No obstante, aquí la potencia debe ser mínima. Esto es sólo la mitad de la historia porque la
potencia es el producto de la resistencia por la velocidad. Cuando α = 0º la velocidad es elevada; cuando α = 15º
(velocidad de pérdida), la velocidad es mínima, pero la resistencia muy grande. En algún lugar entre estos dos extremos,
resistencia por velocidad es mínima y esa es la velocidad de vuelo para mínimo descenso.
En este libro estamos evitando deliberadamente emplear fórmulas matemáticas tanto como sea posible, por lo que
debemos terminar las consideraciones sobre este tema advirtiendo que en muchos planeadores la velocidad de mínimo
descenso es algo menor que la velocidad de óptimo planeo. El piloto ha obtenido una indicación directa de su descenso a
través de sucesivos ensayos. Sin embargo, vale la pena hacer notar que un incremento del peso significa un incremento de
la velocidad de mínimo descenso y viceversa.
Capítulo V
CONTROL Y ESTABILIDAD
EFECTOS PRIMARIOS DE LOS CONTROLES
No tiene importancia diseñar y construir el más eficiente y hermoso planeador a menos que demos al piloto un medio
satisfactorio de controlar su vuelo. Si no se logra esto el aparato se convierte en una trampa mortal. No hace falta aclarar
que ningún avión ni planeador puede obtener su certificado de aeronavegabilidad sino luego de que se han llevado a cabo
las más exhaustivas pruebas para asegurar que su sistema de control es satisfactorio en todo sentido.
Todo aparato aéreo se desplaza en tres direcciones, por lo que debe estar equipado con tres controles. Hemos tocado este
tema en el último capítulo cuando definimos los ejes transversal, longitudinal o de rolido y vertical o de guiñada pero ahora
debemos investigarlos más profundamente. Tomaremos en primer lugar el plano sobre el cual se pica o cabrea la máquina,
es decir, el eje transversal, desde que es el más simple de los tres. Sobre el borde posterior del estabilizador horizontal de
un planeador hallamos una superficie movible denominada elevador. La misma se encuentra conectada a la palanca
ubicada en la cabina por medio de cables o, en ocasiones, mediante barras, de tal manera que moviendo la palanca hacia
atrás el elevador pivota hacia arriba, con lo que baja la cola del planeador y se eleva la nariz. En consecuencia, la velocidad
disminuye. En forma similar, el movimiento de la palanca hacia adelante hace bajar la nariz del planeador e incrementa la
velocidad. Hasta aquí vamos bien, pero para que el elevador pueda trabajar debe haber sobre el mismo una razonable
corriente de aire. A altas velocidades el control del elevador de algunos planeadores se toma mucho más sensible que lo
usual y un alumno, cuando hace su primer remolque por avión puede encontrar que su planeador tiene una sensibilidad
extrema en el control de su elevador. Esto se debe a que tiene que ser remolcado a una velocidad considerablemente
mayor que la velocidad normal de vuelo del planeador. En el otro extremo de la escala, a medida que la velocidad
disminuye hasta cerca de la de pérdida, el piloto advertirá que el elevador está cada vez más flojo y, en definitiva, si entra
en pérdida comprobará que la máquina no obedece a su elevador si trata de mantener la nariz arriba. A pesar de todos sus
esfuerzos bajará la nariz para ganar más velocidad. Volveremos sobre este punto luego, cuando hagamos referencia a la
pérdida y al tirabuzón.
El timón de dirección es una superficie movible conectada al borde posterior del empenaje vertical fijo. El piloto lo opera con
los pies, mediante pedales y cables, de tal manera que cuando el pie izquierdo empuja hacia adelante el pedal
correspondiente, el timón de dirección pivota hacia la izquierda, hace desplazar la cola hacia la derecha y, por lo tanto, la
nariz se mueve hacia la izquierda. Cuando se presiona con el pie derecho tiene lugar la operación contraria. El control del
timón de dirección se ve afectado por los mismos problemas que los elevadores desde el punto de vista del cambio de
velocidad: es hipersensible a altas velocidades y se vuelve flojo cuando entramos en pérdida, pero si está correctamente
diseñado siempre será efectivo, aun cuando la máquina esté en pérdida. Por lo tanto, en la pérdida el piloto puede tener
que utilizar todo el recorrido del pedal para hacer girar la máquina. En tierra, durante el despegue o el aterrizaje, si el piloto
necesita corregir la tendencia del planeador a salirse de la línea recta, seguramente tendrá que hacer amplios movimientos
con los pedales debido a su baja velocidad.
El control en el eje del rolido se logra mediante los alerones. Estos son porciones del borde posterior de las alas que se
encuentran abisagradas y conectadas a la palanca de tal manera que al moverla hacia la izquierda el alerón izquierdo
pivota hacia arriba y el derecho hacia abajo. El resultado neto es un incremento de la sustentación en la punta del ala
derecha y una disminución en la izquierda, de tal manera que el planeador roía hacia la izquierda. Si movemos la palanca
hacia la derecha ocurre lo contrario. Realmente, es con los alerones que comenzamos a meternos en problemas. Por
supuesto, son tanto más efectivos cuanto más rápido volamos, pero si lo hacemos lentamente se vuelven muy flojos y en la
pérdida se niegan del todo a trabajar para hacer rolar la máquina. En casos excepcionales incluso pueden hacer rolar la
máquina en dirección contraria cuando se usan violentamente en la pérdida. La razón de esto no es muy obvia, pero puede
advertirse si consideramos lo que le ocurre a las puntas de las alas cuando el planeador entra en pérdida. Si bajamos un
alerón incrementamos -en efecto- la curvatura del perfil en la punta del ala, con lo que aumenta su ángulo de ataque
efectivo. Esto da como resultado un incremento de la sustentación y una disminución similar en la punta de la otra ala
cuando el alerón se mueve hacia arriba, pero esto sólo ocurre si el ángulo de ataque es menor que el ángulo de pérdida. Si
el planeador entra en pérdida sabemos que un incremento del ángulo no da como resultado un incremento de la
sustentación sino más bien una disminución, de tal manera que los alerones pueden hacer rolar la máquina en sentido
erróneo. Cerca de la velocidad de pérdida -digamos 3 kilómetros por hora antes-, el planeador se encontrará volando muy
cerca del ángulo de ataque de pérdida y si observamos la curva de sustentación (Fig. 2) es obvio que un pequeño
incremento o disminución del ángulo de ataque de las puntas de las alas sólo tiene un ligero efecto en la sustentación, a lo
cual se debe la falta de efectividad de los alerones cuando nos aproximamos a la pérdida. Para llevar al mínimo estos
efectos algunas alas de planeadores tienen cierto alabeo en las puntas. El alabeo significa que el ala está diseñada con
una ligera torsión, de tal manera que el ángulo de ataque es menor en las puntas que en la sección central del ala. Por este
medio el diseñador logra que la sección central del ala se encuentre en pérdida antes que las puntas, de tal manera que los
alerones aun serán efectivos cuando el planeador entra en pérdida. La efectividad de este dispositivo varía según las
distintas máquinas y en las mejores es sólo un paliativo; la enfermedad aun está allí.
EFECTOS SECUNDARIOS DE LOS CONTROLES
El uso del elevador en un planeador no tiene efecto sobre la máquina en el eje de rolido ni sobre el eje de guiñada. Hace
que la máquina pique o cabree, y nada mas.
Sin embargo, cuando usamos los alerones o los pedales durante el vuelo encontramos que cada uno de ellos tiene un
efecto en el plano del otro. Esto se conoce como efecto secundario.
Tomemos en primer lugar los alerones. Imaginemos un planeador en vuelo recto al que el piloto decide inclinar hacia la
izquierda. Mueve su palanca hacia la izquierda, el alerón izquierdo se eleva y el derecho baja. Esto da como resultado un
incremento de la sustentación en la punta del ala derecha y una disminución de la sustentación en la izquierda, de tal
manera que la máquina rola hacia la izquierda. Pero esto es sólo la mitad de la historia. Cuando bajamos el alerón derecho
hemos incrementado, en efecto, el ángulo de ataque y ahora sabemos que un incremento del ángulo de ataque significa un
incremento de la resistencia. Lo contrario ocurre en la punta del ala izquierda y allí habrá una disminución de la resistencia.
El resultado de estas resistencias diferentes en las puntas de las alas es que la máquina rota hacia la derecha. Esto es muy
molesto porque la rotación tiene lugar en dirección equivocada. Si comenzamos un viraje hacia la izquierda e inclinamos la
máquina en ese sentido, no deseamos que la nariz de nuestro planeador gire hacia la derecha. La cura para esto -si es que
podemos llamarle cura- es prevenir que la nariz rote mediante el uso de los pedales, en este caso hacia la izquierda.Por lo
tanto, en resumen, al provocar un rolido tenemos como resultado una rotación en sentido opuesto. Este efecto secundario
de los alerones se llama resistencia de los alerones. Se torna cada vez peor cuanto más despacio volamos, principalmente
porque a bajas velocidades se requiere mayor movimiento de los alerones para hacer rolar el planeador. Se llega al peor
momento en la pérdida cuando el efecto primario de los alerones (el que provoca el rolido del planeador) se encuentra
reducido al mínimo y para hacer las cosas más penosas, el timón de dirección se encuentra en el momento más débil.
Investigaremos esta situación en forma más detallada cuando examinemos el tirabuzón.
Ahora veamos el timón de dirección. Si cuando se encuentra volando en línea recta el piloto de un planeador presiona el
pedal derecho, el timón de dirección hará que la nariz de la máquina gire hacia la derecha pero, al ocurrir esto la punta del
ala izquierda sufrirá una aceleración y la punta del ala derecha una desaceleración. El resultado de esto es un incremento
de la sustentación en la punta del ala izquierda y una disminución en la derecha, provocando una tendencia a rolar hacia la
derecha. Por lo tanto, mientras el efecto primario del timón de dirección es producir una guiñada, el efecto secundario da
como resultado una tendencia a rolar en la misma dirección. Este efecto de rolido en cualquier circunstancia actúa en la
dirección correcta, que es lo más que se puede pedir, de tal manera que en general el efecto secundario del timón de
dirección no constituye un problema. Después de todo, si aplicamos pedal izquierdo no es un mal efecto que la máquina
trate de inclinarse también hacia la izquierda. La cuestión es que en la pérdida el efecto secundario se hace muy intenso y
el uso del timón de dirección puede dar lugar al comienzo de un tirabuzón. La razón de esto es que durante o cerca de la
pérdida la sustentación en las puntas de las alas está muy alterada por cambios de velocidad comparativamente pequeños.
Discutiremos nuevamente este problema con mayor detalle cuando examinemos el tirabuzón.
Estos dos efectos secundarios de los alerones y timón de dirección son mucho más pronunciado en nuestros planeadores
que en un avión a motor. La razón principal es que los planeadores generalmente tienen una gran envergadura en relación
a la superficie alar; en una palabra, un gran alargamiento. El alargamiento se define como la relación envergadura / cuerda
o, en el caso de las alas ahusadas, en las cuales la cuerda varía, (envergadura)2 / superficie alar. Si tenemos una gran
envergadura resulta claro que cualquier diferencia de resistencia en los alerones tendrá un efecto y una guiñada mucho
mayor que si la envergadura fuera pequeña. En forma similar, si hacemos rotar el planeador con el timón de dirección, la
aceleración y desaceleración de las puntas de las alas es mucho mayor en una máquina de gran envergadura que en una
de alas pequeñas.
¿Qué puede hacer el diseñador respecto a estos efectos secundarios? Como hemos visto, respecto del timón de dirección
no vale la pena hacer nada, desde que el efecto de rolido en este caso no es algo perjudicial. Si el timón de dirección es
bastante grande y fuerte como para trabajar razonablemente bien en la pérdida, nos dará un medio de controlar el rolido de
nuestro planeador cuando en ese momento los alerones son virtualmente inútiles. Sin embargo, esta distinta resistencia de
los alerones es una molestia y el diseñador inteligente hace todo lo que puede para reducirla al mínimo.
Figura 10
Un método muy común que se emplea en muchos planeadores es el de los alerones diferenciales. Por medio de este hábil
dispositivo en los controles, el alerón que se eleva lo hace en mucha mayor medida que el que desciende. Este sistema
indudablemente ayuda, pero no constituye una cura completa. Otro método que es muy popular en aviones con motor es el
uso de los alerones Frise. En este caso los alerones tienen su abisagramiento desplazado hacia atrás y presentan un borde
afilado en la parte inferior. El resultado es el que se indica en la figura 10. Cuando el alerón baja el borde afilado es
protegido por la zona posterior del ala. Tiene lugar el habitual incremento de resistencia, por supuesto, pero en el otro lado
el alerón que se eleva baja el borde afilado sobrepasando el ala y provoca una resistencia extra. Mediante un diseño
cuidadosamente planeado esta resistencia extra puede regularse para que equilibre, aproximadamente, la resistencia en el
alerón que desciende. Ahora podemos advertir la objeción que presenta este dispositivo para los planeadores: significa
resistencia adicional y la resistencia es una de las cosas que debemos mantener a un mínimo si nuestro planeador ha de
ser eficiente. A pesar de ello en algunos planeadores se encuentran modificaciones del principio del alerón Frise.
Ahora podemos ver claramente por qué en vuelo normal utilizamos los alerones y el timón de dirección conjuntamente.
Tomemos, por ejemplo, un planeador que ejecuta un viraje a la derecha. El piloto mueve la palanca hacia la derecha y
aplica la necesaria inclinación, pero al mismo tiempo debe aplicar timón de dirección para evitar que la nariz del planeador
gire hacia la izquierda, debido al efecto secundario de los alerones. Cuando ha obtenido el ángulo de inclinación necesario
y la máquina ha comenzado a virar, la punta del ala exterior estará desplazándose más rápido que la interior y, en
consecuencia, producirá más sustentación. Para mantener constante la inclinación -que es la base de un buen viraje-, el
piloto debe centrar los alerones y aun puede tener que aplicar palanca ligeramente hacia el otro lado para prevenir un
incremento de la inclinación. Las resistencias de las puntas de las alas son aproximadamente iguales, por lo que el timón
de dirección también debe centrarse. Esta última afirmación no es absolutamente exacta desde que la resistencia de la
punta del ala exterior puede ser ligeramente mayor que la interior debido a su mayor velocidad. Por otro lado, al dar
contraalerón, es decir, al llevar la palanca hacia el lado opuesto del viraje podemos estar incrementando la resistencia de la
punta del ala interior para compensar esta situación.
No es posible ser dogmático a este respecto dado que los planeadores varían en esta materia. Lo fundamental es que el
timón se centra -o casi se lleva a esa posición- en un viraje constante desde que, como hemos visto al principio, es la
fuerza de sustentación y no el timón de dirección lo que obliga al planeador a desplazarse en círculo. Cuando el piloto
quiere retomar el vuelo recto nivela las alas mediante un movimiento de palanca hacia la izquierda y, nuevamente, debe
usar timón de dirección izquierdo para compensar el efecto de rotación producido por los alerones. Durante el viraje, por
supuesto, el piloto debe utilizar el elevador para mantener la nariz en la misma posición relativa respecto al horizonte. El
piloto que ha aprendido a realizar virajes en forma satisfactoria sabe que lo hace como lo hemos explicado pero puede que
tenga una vaga idea de por qué lo hace así. Con todo lo dicho creemos haberle proporcionado algunas ideas sobre las
cuales pensar.
Un último punto sobre el tema de los controles. Un planeador que sea realmente agradable de volar no sólo debe
responder al movimiento de los controles con rapidez sino que debe exigir un esfuerzo razonable para ello y, más
importante aun, el esfuerzo requerido para operar los tres controles debe ser similar. Cuando se cumplen estas condiciones
decimos que los controles están bien armonizados. Sabemos que algunos tipos de planeadores son más fáciles de volar
que otros y la falla por lo general reside en el hecho de que uno de los controles es mucho menos efectivo o parece
necesitar mucho más esfuerzo para ser operado que los otros.
CONTROLES AUXILIARES
El piloto de un planeador tiene una o dos palancas para hacer su tarea más simple (o más complicada, si usted lo
prefiere). Seguramente dispondrá de un compensador. Se trata de una pequeña palanca, generalmente montada en un
costado de la cabina, mediante cuyo uso el piloto puede hacer que la maquina vuele sola a cualquier velocidad. Esto
constituye una gran ventaja cuando se realizan largos vuelos ya que el piloto puede evitarse parte de la fatiga que implica
controlar continuamente la máquina y es de gran ayuda cuando se vuela a ciegas. El compensador además permite a
pilotos de distintos pesos compensar los efectos de ligeras diferencias de posición del centro de gravedad. Sin un
compensador el piloto pesado por lo general encontrará que debe aplicar una pequeña presión hacia atrás en la palanca
para mantener la velocidad de óptimo planeo. Esto es debido al peso extra del piloto, lo cual da como resultado que el
centro de gravedad se halle ligeramente desplazado hacia adelante, más de lo normal, con lo que el planeador adopta una
tendencia a bajar la nariz. Estamos hablando, por supuesto, de un planeador común en el cual el piloto se sienta bien
adelante en la cabina. Si la configuración del planeador es tal que el piloto se sienta detrás del centro de gravedad de la
máquina, entonces el peso extra de un piloto producirá un efecto inverso, pero esto no es muy común.
La palanca del compensador actúa mediante cables sobre una pequeña superficie rectangular ubicada en la parte posterior
del elevador, moviéndola hacia arriba o hacia abajo. Muchas personas se sienten desconcertadas por el hecho de que el
compensador parece actuar al revés. Es decir, para bajar la nariz del planeador empujamos la palanca hacia adelante y el
compensador se mueve hacia arriba y viceversa. A primera vista podría suponerse que llevando hacia arriba el
compensador se haría bajar la cola y levantar en lugar de bajar la nariz. En realidad, el compensador no hace bajar la cola
sino que actúa solamente sobre el elevador. Esto tiene el mismo efecto que llevar la palanca hacia adelante y bajar el
elevador. Algunos viejos planeadores no tienen compensador y en otros puede hallarse una forma de este dispositivo
consistente en nada más que un resorte o pedazo de cuerda elástica fijada a la palanca o al cable del elevador, cuya
tensión puede ser ajustada en vuelo. Si bien este sistema trabaja adecuadamente, tiene el inconveniente de que interfiere
de alguna manera con la sensibilidad del control del elevador. Con el verdadero compensador el piloto puede apreciar el
efecto del aire sobre la superficie del elevador, mientras que de esta otra manera esa diferencia de sensación puede
hallarse oculta por la presión del resorte. Una pequeñez, tal vez, pero sólo se consiguen controles realmente buenos
prestando atención a una serie de pequeños detalles.
Otro control auxiliar que seguramente encontraremos en algunos altoveleros es una palanca ubicada a la izquierda de la
cabina, parecida al acelerador de un avión. Esta corresponde a los spoilers o frenos y se ubica en el mismo lugar del
acelerador de un avión porque sus funciones son similares. Trabaja en el mismo sentido, es decir, cuando la palanca se
lleva adelante los spoilers o los frenos se encuentran cerrados, lo cual corresponde a dar motor; palanca atrás significa
spoilers o frenos abiertos, es decir, cortar motor. Los spoilers no deben confundirse con los frenos, aunque su acción es
muy similar y dado que los spoilers son mas simples los consideraremos primero.
Los spoilers son delgadas tiras de alrededor de un metro de largo y unos 7 centímetros de ancho. Están ubicados en la
parte superior del ala, aproximadamente a la altura del mayor espesor de la sección. Cuando se hallan cerrados
permanecen a nivel con la superficie del ala pero como están abisagrados en el borde delantero al presionar la palanca se
levantan más o menos en forma perpendicular a la superficie del ala. Generalmente hay un spoiler en cada ala, dispuestos
bien alejados del alerón, hacia el fuselaje, pero lo bastante distanciados de éste como para que su acción no interfiera con
los planos de cola. Los spoilers fueron creados, en primer lugar, porque a medida que los diseñadores producían mejores
planeadores, encontraban que era más y más difícil aterrizar con seguridad o hacer una aproximación justa. Un buen
ángulo de planeo significa que un pequeño error de apreciación en el aterrizaje da como resultado el quedarse corto o irse
largo y esto convierte el aterrizaje en un pequeño campo en algo muy difícil. Lo que querían los pilotos era algún dispositivo
mediante el cual se pudiera disminuir el ángulo de planeo sin incrementar la velocidad y mediante los spoilers se conseguía
exactamente esa finalidad. Cuando se levanta el spoiler éste destruye el flujo del aire sobre la parte superior del ala en la
porción de la envergadura ocupada por el mismo. La sustentación sobre esta parte del ala es destruida (de aquí el nombre
inglés: spoil = echar a perder, arruinar) y para mantener la sustentación total igual al peso, debe incrementarse el ángulo de
ataque. Los spoilers producen un aumento considerable de la resistencia y el efecto neto es una disminución de la relación
L/D o, lo que es lo mismo, se obtiene una trayectoria con más pendiente (es decir, una disminución de la relación de
planeo). El piloto puede ajustar su ángulo de descenso con facilidad y el aterrizaje de precisión se transforma en algo
relativamente simple.
Sin embargo, a medida que más y más pilotos comenzaron a volar en nube se advirtió la necesidad de disponer de algo
mejor. Los spoilers proveen resistencia extra por lo que su efecto no es muy pronunciado a altas velocidades, y una de las
dificultades del vuelo en nube es la de que, si el planeador baja la nariz inadvertidamente, puede llegarse a una velocidad
muy alta en un momento. Lo que los pilotos querían ahora era una forma de producir una gran resistencia de tal manera
que, no importa qué hiciera el planeador, no se pudiera exceder la velocidad límite de seguridad cuando el elemento que
producía la resistencia estuviera en acción. Veremos cuál fue la respuesta a esta exigencia.
FRENOS AERODINÁMICOS
Hay varios tipos de frenos pero el efecto de todos ellos es similar. Básicamente consisten en superficies planas similares a
los spoilers, operadas en forma similar por una palanca. Cuando estas superficies se encuentran cerradas están ocultas o
permanecen a nivel con la superficie del ala. Sin embargo, en el caso de los frenos por lo general se dispone de una placa
arriba y otra debajo del ala, las cuales no se hallan abisagradas en su borde delantero sino que salen en forma
perpendicular a la corriente de aire, bien separadas de las alas. El efecto a baja velocidad es muy similar al de los spoilers,
pero los frenos generalmente producen un efecto mayor. A altas velocidades los frenos dan lugar a un gran incremento de
la resistencia. Es este incremento lo que evita que el planeador exceda su máxima velocidad permitida. Los spoilers
cuando se abren tienden a hacer que baje la nariz del aparato. Los frenos, desde que operan encima y debajo de las alas,
generalmente producen una pequeña variación o ninguna en la posición del aparato. Algunos tipos de freno, sin embargo,
tienden a abrirse por la succión durante el vuelo y en estos casos el control debe incluir algún tipo de traba cuando aquellos
se hallan cerrados.
Spoilers y frenos no deben confundirse con flaps. Los flaps también se utilizan en algunos planeadores, aunque son casi
universales en los aviones. Los flaps, aunque aumentan la resistencia, también incrementan la sustentación y permiten a la
máquina volar más lentamente. Spoilers y frenos disminuyen la sustentación, mientras aumentan la resistencia y, por lo
tanto, nuestro planeador tendrá una velocidad de pérdida mayor cuando aquellos estén en uso. Mucha gente no se da
cuenta cabal de esta circunstancia y esta es, probablemente, la razón de algunos aterrizajes bruscos.
Los frenos -y también los spoilers- cuando se encuentran parcialmente sacados tienen otra propiedad valiosa. Cuando se
utilizan para disminuir la velocidad en momentos en que el piloto se encuentra en dificultades temporarias dentro de una
nube, generalmente producen un marcado incremento en la estabilidad transversal. Esto significa que el planeador volverá
al vuelo nivelado si se lo deja librado a sí mismo.
ESTABILIDAD
Cuando decimos que algo es estable queremos significar que si su posición se modifica tenderá a volver a su estado
original. La mejor analogía para esto, que ha sido usada muchas veces en otros libros, es la que darnos a continuación.
En la figura 11 a) vemos una bolita en equilibrio en la parte superior de una superficie curva. Si le imprimimos un pequeño
movimiento rodará fuera de la superficie, no importa cuán suave haya sido el impulso. La bolita es inestable porque
cualquier perturbación destruye su estabilidad. En la figura 11 b) la bolita descansa en una superficie plana y en este caso
un pequeño impulso simplemente hará que se mueva y quede en reposo otra vez en una posición distinta. No tratará de
desplazarse mucho ni de volver a su posición original. Llamamos a esto estabilidad neutra. Pero en la figura 11 c) la bolita
descansa en el fondo de un pocillo y si la empujamos volverá a su posición original. Llamamos a esto estabilidad positiva.
La bolita seguramente se desplazará hacia atrás y adelante varias veces antes de detenerse, pero esto no afecta el hecho
de que trata de volver a su estado original.
Figura 11
La estabilidad positiva, o sea la capacidad de volver sin ninguna ayuda a una determinada situación de vuelo cuando se
produce una perturbación, es una cualidad muy útil en un planeador. Un planeador inestable puede constituir una amenaza
porque ello significa que si la nariz de la máquina cae por alguna razón, puede entrar en picada cada vez más rápido a
menos que el piloto entre en acción con el control del elevador. Un planeador con estabilidad neutra es admisible, ya que
esto significa que si el aparato es perturbado en su vuelo, continuará en el nuevo estado sin realizar ningún intento de
corregirse a sí mismo, pero tampoco sin mostrar tendencia a empeorar la perturbación. Es decir, si la nariz del planeador
baja por alguna razón, permanecerá en esa actitud. Un planeador positivamente estable, sin embargo, tratará de volver por
su propia cuenta al estado de vuelo en que se encontraba. El vuelo a ciegas en nube se hace mucho más simple si el
planeador tiene una buena estabilidad positiva desde que el piloto puede, en gran medida, permitir que la máquina vuele
sola. Como todas las cosas, no se puede tener mucho de algo bueno y, como veremos, una excesiva estabilidad puede
echar a perder otros aspectos buenos del diseño de un planeador.
Cuando nos referimos a los controles vimos que podíamos examinar los efectos del control del elevador separadamente,
mientras que los efectos de alerones y timón de dirección se encontraban ligados entre sí. Exactamente lo mismo ocurre en
lo relativo a la estabilidad. Una aeronave puede ser estable en cuanto a picar o cabrear, e inestable en cuanto a rolido, pero
estable en guiñada, o puede tener alguna combinación de los tres. En la práctica no hay planeadores inestables porque
nunca obtendrían el certificado de aeronavegabilidad, pero su estabilidad alrededor de uno de los tres ejes puede ser muy
pequeña o aun neutra.
Podemos considerar la estabilidad respecto al eje transversal en forma separada; por lo tanto, vamos a referirnos a ella en
primer lugar. Cuando investigamos las propiedades de los perfiles alares advertimos que el centro de presión -el punto
donde se considera que actúa la sustentación- se desplaza bajo ciertas circunstancias. A ángulos de ataque comunes, es
decir, los que corresponden al planeo normal, el centro de presión (CP) estará ubicado aproximadamente a un tercio de la
cuerda, hacia atrás, a partir del borde de ataque del ala, el lugar, en realidad, donde el diseñador inteligente ha colocado el
larguero principal que va desde la punta hasta el nacimiento o raíz del ala. Pero supóngase que, mientras nos hallamos
planeando serenamente, algo produce una ligera elevación de la nariz de la máquina. El ángulo de ataque se incrementa,
la sustentación crece y el planeador sufre una aceleración hacia arriba; pero esto no es todo. A medida que el ángulo de
ataque aumenta, el centro de presión se desplaza hacia adelante ligeramente, de tal manera que si el planeador estaba en
equilibrio antes de que la nariz se elevara, el pequeño movimiento hacia adelante del centro de presión y la fuerza de
sustentación harán que la nariz tienda a elevarse aun más. Justamente lo contrario tiene lugar si algo hace que la nariz
descienda. Por lo tanto, un ala por sí misma es inestable con relación al eje transversal y para hacerla estable debemos
utilizar otros medios. El más fácil consiste en disponer las superficies de cola al final de un fuselaje razonablemente largo.
Veamos nuevamente por un momento la figura 8. Desde que L, D y W están en equilibrio y todas ellas se encuentran en un
punto, el planeador está en equilibrio y permanecerá en ese estado tanto tiempo como no haya nada que lo perturbe. Pero,
como hemos dicho antes, esta es una situación ideal y raramente tiene lugar en la práctica. Por lo general, la sustentación
L y el peso W no tienen el mismo punto de aplicación y si así ocurre, entonces la sustentación debería estar o bien delante
o bien detrás del peso W. Supóngase que la sustentación actúa delante del peso. Entonces el planeador tendrá tendencia a
elevar la nariz y si queremos mantener el equilibrio deberemos disponer las cosa de tal manera como para que haya un
empuje hacia arriba en la cola para lograr el equilibrio. En forma similar, si la sustentación está ubicada detrás del peso
necesitaremos un empuje hacia abajo en la cola para equilibrar el planeador.
Figura 12
La figura 12 muestra estos dos casos. Ahora, en ambas situaciones el planeador puede estar en equilibrio siempre que
este empuje sobre la cola sea el exactamente requerido, pero esto solo no asegura que la máquina sea estable en el eje
transversal. Recuérdese que para la estabilidad el planeador debe retornar o, en cualquier circunstancia, tratar de retornar,
al estado de vuelo en que se encontraba antes de ser modificado. Sabemos que si se incrementa el ángulo de ataque el
centro de presión se desplazará hacia adelante (hasta la pérdida, cuando vuelve atrás nuevamente) y esto tiende a elevar
la nariz e incrementar el ángulo de ataque aun más. Sin embargo, si el cambio en la presión de la cola debido al incremento
del ángulo de ataque contrapesa esta tendencia, el planeador tratará de bajar su nariz otra vez hacia su posición original.
En el caso de la figura 12 a) esto puede significar un incremento de la presión hacia arriba en la cola y en el caso b) una
disminución de la presión hacia abajo o bien una presión hacia arriba. Como ejemplo, supongamos que un planeador está
volando en equilibrio con sus alas a un ángulo de ataque de 6º y su cola a 2º. Esto significa que hay una presión hacia
arriba en la cola. Una ráfaga incrementa momentáneamente el ángulo de ataque en 2º. El ángulo de ataque del ala es
ahora de 8º y hay un incremento de la sustentación de 8/6, o 1,3 de su valor anterior. El ángulo de ataque de la cola, sin
embargo, se ha incrementado de 2º a 4º, es decir, su presión hacia arriba es doble. Esto produce una fuerte tendencia a
bajar la nariz, lo que hace volver el ángulo de ataque de las alas al valor original de 6º.
En el caso de algunas perturbaciones que hagan disminuir el ángulo de ataque haciendo bajar la nariz, la presión en la cola
se alterará en sentido contrario. Los factores que puede emplear el diseñador para obtener el grado exacto de estabilidad
que desea son: la superficie del empenaje horizontal, su distancia respecto al centro de gravedad, su perfil alar y el ángulo
a que está dispuesto respecto al fuselaje. Con relación a este último punto lo que interesa al diseñador es el ángulo de
ataque real, el cual no será el ángulo a que parece estar ubicado, ya que la superficie de cola trabaja en una corriente
descendente detrás del ala. Para ser exactos, el ángulo de ataque del plano de cola sólo afecta la precisión del vuelo pero
no la estabilidad.
Figura 13
Un planeador estable respecto al eje transversal puede, en realidad, comportarse en una de las siguientes cuatro formas.
Puede volver rápida y suavemente a su actitud primitiva; no se encuentra a menudo en la práctica, pero es una deliciosa
cualidad. Algunos planeadores se aproximan a este ideal cuando se vuelan con los frenos afuera. Esto se muestra en la
figura 13 a). El resultado más común cuando se produce una perturbación respecto al plano transversal es que el
planeador se excede en la corrección (exactamente como usted lo hacía en los primeros vuelos) pero después de unas
pocas oscilaciones, reasume el planeo normal (fig. 13 b). Puede que comience a oscilar hacia arriba y abajo y continúe
haciéndolo; las oscilaciones no aumentarán ni disminuirán (fig. 13 c). Finalmente, como se indica en la figura 13 d), las
oscilaciones pueden aumentar hasta que el planeador cabree en forma empinada y entre en pérdida. En este último caso
decimos que el planeador es dinámicamente inestable, aunque estáticamente es estable porque trata de efectuar la
corrección. Todo lo dicho, por supuesto, supone que el piloto no hace nada para corregir el vuelo del planeador sino que lo
abandona a su suerte.
Hemos supuesto que el centro de gravedad del planeador permanece fijo en un lugar. En la práctica puede variar
ligeramente según el peso de cada piloto, y el movimiento del centro de gravedad tiene un gran efecto en la estabilidad con
respecto al eje transversal. Cuando se desea obtener el certificado de aeronavegabilidad de un planeador deben hacerse
varios ensayos para encontrar las distintas posiciones del centro de gravedad donde estabilidad y equilibrio resultan
satisfactorios y esta gama de posiciones del centro de gravedad se especifica en el documento respectivo. Puede ser
lamentable para un piloto volar un planeador con una carga que exceda los límites impuestos por el centro de gravedad.
Para evitar consecuencias lamentables cada planeador tiene en su cabina una indicación que establece los pesos máximo
y mínimo del piloto, cuándo puede llevarse lastre y bajo qué circunstancias.
Un planeador es más eficiente si puede ser dispuesto para que a su velocidad de mínimo descenso o a la de su óptimo
planeo (generalmente son distintas pero muy próximas), la presión en el plano de cola sea mínima, desde que toda carga
en la cola implica una pequeña resistencia. Lo mejor de todo, por supuesto, es la situación ideal en la que no hace falta
carga alguna en la cola. Si usted compra un planeador lo mejor será que ubique la exacta posición del centro de gravedad
con usted a bordo y, si esto no coincide con la posición del centro de presión a las velocidades indicadas, equilíbrelo
mediante un pequeño lastre cuidadosamente ubicado. Algunos fabricantes especifican la posición ideal del centro de
gravedad, lo cual le evitará una cantidad de cálculos.
Hay unos pocos planeadores que tienen lo que se conoce como elevadores de péndulo. En este sistema todo el elevador
se mueve cuando se lleva la palanca hacia atrás o hacia adelante y no hay un plano fijo. La estabilidad en el plano
transversal en este tipo de planeadores es un problema muy complejo y depende de muchas cosas, de las cuales no es la
menor la fricción en el circuito de control del elevador. En algunos tipos más recientes de planeadores el elevador de
péndulo ha reaparecido bajo una nueva forma. Aquí se ubica un pequeño plano o planos en el borde posterior el cual altera
completamente la situación. Estas superficies se mueven en la misma forma que el elevador, es decir, hacia arriba cuando
el elevador se mueve hacia arriba y viceversa. De esta manera, el elevador es autoestable desde que si el piloto lo mueve
hacia arriba, esta superficie adicional tiende a bajarlo nuevamente. Mediante la alteración del sistema de conexión de estas
superficies la estabilidad puede hacerse tan grande o pequeña como lo desee el diseñador. Generalmente la posición de
estos planos respecto al elevador puede ajustarse desde la cabina y entonces el dispositivo trabaja con un compensador.
Todos los planeadores son estables con respecto a la guiñada. Si no lo fueran tenderían a girar y volar hacia atrás. La
estabilidad es gobernada por dos cosas. Primero, la cantidad de superficie ofrecida a una corriente de aire que ataca a un
planeador desde un lado y segundo y más importante, dónde se halla ubicada dicha superficie con respecto al centro de
gravedad del planeador. Imaginemos un planeador en vuelo normal; algo lo hace girar hacia la izquierda sin inclinarse, de
tal manera que el aire en lugar de atacar al planeador de frente lo hace en cierto ángulo del lado derecho. Esto provocará
un incremento de la presión en las superficies expuestas al ataque de la corriente de aire y probablemente alguna
disminución de la presión sobre el otro lado. El planeador, por lo tanto, tiende a producir una aceleración lateral hacia la
izquierda. Pero esto no es todo; las superficies laterales ubicadas delante del centro de gravedad, tales como la nariz del
planeador, cabina, etc., al ser empujadas hacia la izquierda tienden a hacer virar al planeador aun más hacia la izquierda,
mientras que las superficies ubicadas detrás del centro de gravedad, como la parte posterior del fuselaje, timón, etc.,
tienden a hacer girar el planeador hacia la derecha, es decir, a enfrentarlo con la corriente de aire. Adviértase que no es
sólo la superficie expuesta a la corriente de aire sino su proximidad al centro de gravedad lo que gobierna en gran medida
el efecto de guiñada. El timón de dirección se encuentra más lejos del centro de gravedad, por lo que su efecto de palanca
es mayor y, en la práctica, el plano fijo vertical y el timón de dirección en mayor o menor medida gobiernan la estabilidad en
el plano de rotación vertical. Sin embargo, un plano fijo y un timón de dirección pequeños en el extremo de un largo fuselaje
pueden tener mucho más efecto corrector que un plano vertical y un timón de dirección grandes en un fuselaje corto. La
forma del fuselaje también tiene su efecto, porque si pensamos en el fuselaje como en un largo y delgado perfil ubicado
verticalmente, advertiremos que el centro de presión en el costado del fuselaje se desplazará ligeramente para ángulos de
ataque lateral variables, exactamente de la misma manera que el centro de presión de un ala se desplaza con los distintos
ángulos de ataque. Podemos, sin embargo, lograr una situación en la que un planeador es absolutamente estable para
ángulos de guiñada de alrededor de 6º a 7º, pero que es casi de estabilidad neutra para pequeños ángulos de 1º a 2º. Un
planeador o un avión a motor con este tipo de estabilidad de giro es algo irritante para volar porque continuamente oscila
unos pocos grados de un lado a otro mientras vuela. Por suerte, raramente encontramos este tipo de comportamiento en
estos días.
No obstante, resulta importante advertir que si en un planeador se lleva a cabo alguna modificación que afecta su área
lateral, tal corno instalar una cabina cerrada en lugar de una abierta, seguramente se verá afectada la estabilidad de
guiñada. En resumen, debemos tener estabilidad de guiñada y todos los planeadores la tienen. Podemos disponer de esta
condición en gran medida y veremos sus consecuencias enseguida.
Hemos dejado para el final lo relativo a la estabilidad lateral o en rolido porque es más complicada que la estabilidad en los
otros dos ejes. Como antes, un planeador que es estable en el rolido tratará de volver por sus propios medios a su posición
anterior. Si un ala está volando normalmente, es decir, no se halla en pérdida, y tratamos de hacerla rolar, el ala que se
desplaza hacia arriba se encontrará volando a un ángulo de ataque reducido y el ala que se está desplazando hacia abajo
estará volando a un ángulo de ataque incrementado mientras tiene lugar el rolido. Esto significa mayor sustentación para el
ala que se desplaza hacia abajo y menor para la que se está elevando, lo cual tiende a detener el movimiento. Cuanto más
rápido sea el rolido más fuerte será la acción opuesta. Este efecto se hace presente sólo cuando el ala está rolando. Una
vez que el movimiento de rolido se ha detenido ya nada hará que el ala vuelva a su posición anterior. Simplemente este
efecto trata de detener todo movimiento de rolido. Incluso esto sólo se produce cuando el ala no está en pérdida.
Investigaremos la situación que tiene lugar cuando el ala entra en pérdida en el capítulo relativo a pérdidas y tirabuzón. Por
lo tanto podemos afirmar que un ala que no se encuentra en pérdida resiste todo movimiento de rolido. Esto no es del todo
ventajoso. La estabilidad requiere que el ala vuelva a su nivel cuando ha tenido lugar un rolido de pocos grados.
Si un planeador rola unos pocos grados y la máquina no vira, deslizará hacia el lado del ala más baja. Si debido al
deslizamiento el centro de presión de la fuerza lateral del planeador se encuentra bien por encima del centro de gravedad
del velero, éste mostrará tendencia a rolar en sentido inverso. Esta fuerza, sin embargo, no es muy grande y su centro de
presión raramente se encuentra ubicado muy arriba del centro de gravedad, por lo que la acción de palanca es pequeña y
no podemos descansar solamente en ella para provocar un movimiento de rolido que lleve otra vez el aparato a su nivel
anterior. En casos especiales era útil, como en algunos planeadores primarios. En estas máquinas el ala era alta y el centro
de gravedad bajo, y además el plano en forma de A ubicado sobre el ala, que soportaba los cables tensores, se encontraba
entelado. Si una máquina de este tipo deslizaba, el aire que atacaba esta superficie en forma de A desde un costado tenía
un considerable efecto corrector, desde que la fuerza se encontraba bien por encima del centro de gravedad.
No desearnos volar primarios por el resto de nuestras vidas, por lo que se necesitaba algo mejor y el método más usual
para obtener buena estabilidad en el rolido es dar a las alas un poco de diedro. El ángulo diedro es el que forma el ala con
relación a una línea horizontal cuando el planeador se encuentra nivelado. Esto se ilustra en la figura 14 y muchos
planeadores tienen un pequeño ángulo diedro.
Figura 14
La manera en que esto trabaja es obvia. Si un planeador rola levemente y no vira, deslizará hacia el ala baja (fig. 15).
Hemos dicho eso antes, pero lo repetirnos porque es muy importante. Tan pronto como desliza, el ala baja está volando a
un ángulo de ataque mayor y produce más sustentación, mientras que ocurre exactamente lo contrario en el ala elevada.
Esto produce un efecto de rolido, el cual persiste mientras hay algún deslizamiento, es decir, hasta que el ala está otra vez
nivelada. Si usted encuentra alguna dificultad en comprender esto imagine un planeador como el de la figura 15, pero con
un ángulo diedro exagerado, deslizando, y el efecto será mucho más claro.
Figura 15
Otro recurso que ayuda a lograr estabilidad en el rolido es el de dar a las alas una cierta flecha positiva.
Figura 16
Esto se muestra en la figura 16, la cual indica asimismo la forma en que trabaja. El planeador está guiñando hacia la
derecha y resulta claro que el ala izquierda penetra en la masa de aire correctamente, mientras que la derecha (superior en
la figura) lo hace con un cierto ángulo. Hay, por lo tanto, mayor sustentación en el ala izquierda que en la derecha y el
planeador gira en sentido contrario hasta que la guiñada desaparece.
La flecha positiva también da una mano en la estabilidad de guiñada desde que el ala izquierda presenta al aire un área
frontal mayor que la derecha, por lo que ayuda a las superficies verticales de cola a virar el planeador y enfrentarlo
nuevamente en la dirección de vuelo original. Esta flecha positiva tiene que ser pronunciada para que sus efectos sean
importantes, lo cual involucra algunos problemas de diseño. Los largueros de las alas no se unen en el medio y las alas
producen un efecto de torsión en la conexión de la raíz. Todo ello significa estructura extra y peso adicional para soportar
estas fuerzas. La flecha positiva no se utiliza mucho en los planeadores actualmente, excepto en algunos diseños de alas
volantes. En estos casos la flecha positiva es tan grande que las puntas de las alas están lo suficientemente atrás como
para actuar como estabilizadores. En realidad, en lugar de no tener cola estos planeadores tienen dos colas.
Cualquiera sea el sistema o combinación de sistemas que utilicemos para obtener estabilidad de rolido, hay un hecho
inmutable. No habrá efecto de corrección para volver un planeador a su nivel horizontal hasta que el planeador deslice.
Entonces las fuerzas entran en juego y nivelan las alas nuevamente.
Aquí es cuando comienzan los problemas porque tan pronto como el planeador desliza, la estabilidad de guiñada se ve
afectada y los planos verticales de cola hacen su tarea para encarrilar al planeador enfrentándolo al viento relativo. Esto
significa que la estabilidad en rolido y en guiñada se encuentran actuando en forma conjunta y si una de ellas actúa mucho
puede destruir a la otra. Por ejemplo, supongamos que tenemos un planeador con buena estabilidad de rolido y una fuerza
excepcional de estabilidad de guiñada y permitimos que este planeador role hasta una inclinación de 5º hacia la derecha.
Después de un segundo o dos se producirá un apreciable deslizamiento hacia la derecha y la estabilidad de rolido
comenzará a actuar para volver a nivelar las alas. Antes de que esto pueda ocurrir, la fuerte estabilidad de rotación
comenzará a hacer girar el planeador hacia la derecha y una vez que la máquina comienza a girar, el ala izquierda, ubicada
en la parte exterior del viraje, se encontrará desplazándose más rápido que la derecha. Hay mayor sustentación en el ala
izquierda y menos en la derecha, de tal manera que el planeador rola más hacia la derecha, desliza más hacia la derecha y
el efecto se hace presente. Asimismo, la estabilidad de guiñada, en una enérgica tendencia a mantener el planeador
enfrentado al viento relativo forzando la nariz a girar hacia la derecha, ahora empuja la nariz por debajo del horizonte
debido al ángulo de inclinación. La velocidad se incrementa y ahora la estabilidad en el eje transversal entra en el conflicto
tratando de empujar la nariz hacia arriba, desde que el planeador está bien inclinado, y todo lo que puede hacer es
aumentar el giro. Esto lleva a una espiral descendente a alta velocidad. Por lo tanto, resulta claro que si la estabilidad en
los tres planos no se encuentra equilibrada podemos llegar a lo que se conoce como inestabilidad en espiral, aunque el
planeador sea estable en cada uno de los tres planos, separadamente.
Una excesiva estabilidad en cualquiera de los tres planos es entonces algo que debe evitarse. Excesiva estabilidad en el
eje transversal lleva frecuentemente a una inestabilidad dinámica y también significa que se necesita mayor movimiento de
los controles para que el planeador supere su estabilidad en ese plano.
Una excesiva estabilidad de rolido implica pobre respuesta de los alerones, los cuales ofrecerán una gran resistencia o
efecto secundario mientras que, como liemos visto, mucha estabilidad de guiñada puede significar inestabilidad en espiral.
Afortunadamente, además de todas las demás cualidades, el diseñador puede proporcionar la cantidad exacta de
estabilidad en cada uno de los tres planos, para permitir un vuelo fácil y controles ligeros.
Capítulo VI
EL VUELO EN PÉRDIDA
Muchos pilotos de planeador pasan relativamente poco tiempo de sus vuelos en condiciones de pérdida, de tal manera que
parecería de más que hayamos dedicado un capítulo a este tema. Lo hemos hecho porque, desde el punto de vista
aerodinámico, muchos de los peligros de cualquier forma de vuelo están emboscados en la pérdida. En este capítulo
trataremos de trasladar esos peligros a la luz del día, donde podemos examinarlos y hacer una disección, ya que es en su
ignorancia donde realmente yace el peligro real. Comprender cómo tienen lugar la pérdida y el tirabuzón, aprender a
reconocer los síntomas en el aire y practicar la recuperación hasta que sea instintiva, harán que ese peligro desaparezca.
LA PÉRDIDA
Hemos tocado este tema en capítulos anteriores y ahora sabemos que un ala entra en pérdida cuando el ángulo de ataque
se incrementa más allá del punto crítico, o sea el ángulo de pérdida. Una vez más, repitamos que este ángulo no tiene
nada que ver con las direcciones vertical, horizontal o cualquiera otra. Simplemente, es el ángulo entre la cuerda del ala y
la dirección en que se aproxima la corriente de aire. Esta última, si usted lo desea, puede definirse como la dirección en
que el planeador está desplazándose a través del aire. En vuelo recto, si disminuimos la velocidad debemos incrementar el
ángulo de ataque para mantener la sustentación constante e igual al peso del planeador. Si vamos disminuyendo la
velocidad e incrementamos el ángulo de ataque, eventualmente llegamos a la velocidad de pérdida, en la cual el ángulo de
ataque iguala al ángulo de pérdida.
Esta es la pérdida ordinaria en vuelo recto con la que todo el mundo está -o debiera estar- familiarizado. Lo importante y
que se debe recordar respecto a la pérdida en vuelo recto es que el planeador se encuentra temporariamente fuera de
control o muy cerca de esta situación. Los alerones, en el mejor de los casos, serán prácticamente ineficaces. Incluso
pueden producir un resultado contrario debido a un gran efecto secundario y a un efecto primario insignificante. El
planeador desobedecerá a su elevador y pondrá la proa hacia abajo aunque la palanca se encuentre aplicada
completamente hacia atrás. El timón de dirección puede ser nuestra mejor ayuda desde que aún trabajará en alguna
medida, no obstante su efecto secundario, que hará rolar el planeador, y será muy fuerte comparado con su efecto de
guiñada. Sin embargo, este no será un efecto malo desde que por lo menos proporciona al piloto algún control del rolido.
Para recuperar completamente el control debemos volver otra vez a un ángulo de ataque que esté por debajo del ángulo de
pérdida y esto implica un aumento de la velocidad. El planeador pondrá su nariz hacia abajo cuando entre en pérdida, de
tal manera que en un sentido la pérdida proporciona su propia cura, pero los alumnos se sienten muy inclinados a levantar
la nariz tan pronto como el elevador comienza a trabajar nuevamente y antes de que el planeador realmente haya obtenido
suficiente velocidad, con lo que se lo hará entrar nuevamente en pérdida.
Toda pérdida implica una disminución de altura y, peor aun, ello ocurre mientras el planeador se encuentra más o menos
fuera de control. Aquí reside el principal peligro de la pérdida: que puede no haber suficiente altura para lograr la
recuperación. La pérdida de altura no es muy grande; suele ser del orden de los 15 a 20 metros, pero si se permite que el
planeador entre en pérdida, por ejemplo, a 10 metros del suelo será inevitable que se estrelle. Si nos encontramos alto una
pérdida no puede dañar a nadie y conviene a todo el que vuela familiarizarse con los síntomas que la anuncian.
Estos son distintos según el tipo de planeador, pero los más comunes pueden enunciarse así: 1) una relativa quietud a
medida que la velocidad decrece; 2) la nariz del planeador se ubica por encima de su posición normal; 3) blandura de los
controles, en particular los alerones; y 4) una posible sensación de sacudimiento de la cola a medida que la onda turbulenta
de las alas golpea los planos de cola. La recuperación de la pérdida es obvia. Manténgase la nariz baja hasta que se ha
ganado suficiente velocidad y luego levántesela suavemente hasta su posición normal con respecto al horizonte.
Desde que la pérdida tiene lugar si el ángulo de ataque se incrementa más allá del ángulo de pérdida podríamos -teóricamente- hacer entrar en pérdida a un planeador a cualquier velocidad incrementando el ángulo de ataque lo suficiente (en
términos generales, manteniendo la palanca atrás). Supongamos un planeador que pesa 250 kilos y entra en pérdida a 50
kilómetros por hora. Si este planeador se encuentra volando a 100 kilómetros por hora y súbitamente el piloto lleva atrás la
palanca incrementando el ángulo de ataque hasta el ángulo de pérdida, el planeador entrará en pérdida. Sin embargo,
sabemos que a 50 kilómetros por hora y al ángulo de pérdida el ala de este planeador producirá justamente 250 kilos de
sustentación. Si duplicamos la velocidad y mantenemos igual el ángulo de ataque, es decir, el ángulo de pérdida,
cuadruplicaremos la sustentación, o sea que tendremos 1000 kilos y el planeador se acelerará violentamente hacia arriba.
La razón de este gran incremento de la sustentación es, simplemente, que a un ángulo de ataque dado la sustentación
varía en razón del cuadrado de la velocidad. Duplicamos la velocidad y cuadruplicamos la sustentación; triplicamos la
velocidad y la sustentación será igual a nueve veces el valor original, y así sucesivamente. Esta es la llamada pérdida de
alta velocidad y, por favor, adviértase que puede producirse en cualquier posición. El planeador no tiene necesariamente
que estar con la nariz elevada sino que puede encontrarse en un viraje muy escarpado o saliendo de una picada. A
velocidades mucho mayores que la de pérdida la carga es muy grande y el piloto dice que siente un montón de g o que es
aplastado contra el asiento. Cuando la velocidad es muy superior a la de pérdida es muy difícil que se produzca la pérdida
de alta velocidad y a muy altas velocidades ello es imposible sin peligro para la estructura del planeador.
Si usted se encuentra volando a tres o cuatro kilómetros por hora por encima de la velocidad de pérdida de su planeador la
historia es muy distinta. Un movimiento brusco del elevador puede, en este caso, precipitar una pérdida y la sustentación
extra producida no será mucha. Por añadidura, la pérdida muy bien puede ser repentina. Por lo tanto, es conveniente volar
delicadamente cuando nos encontramos cerca de la pérdida.
Su velero puede sufrir una pérdida por otra circunstancia que está fuera de su control. Si un planeador se encuentra
volando con viento de frente, cerca de su velocidad de pérdida, una disminución repentina del viento puede llevar al
planeador a su velocidad de pérdida. Si el viento sopla en forma horizontal no provocará, por sí mismo, la pérdida en el
planeador desde que no altera el ángulo de ataque, pero reducirá la sustentación del planeador y la máquina caerá. A
medida que cae, el ángulo de ataque se incrementa (si usted lo prefiere, debido a que el aire va hacia arriba al encuentro
del planeador) y puede exceder el ángulo de pérdida, con lo que tiene lugar la pérdida. Para hacer peor las cosas, el
alumno inexperto puede sentirse tentado a llevar hacia arriba la nariz de su planeador cuando siente que la máquina
comienza a caer. Este tipo de pérdida también puede ser muy repentino y exactamente lo mismo ocurre si el planeador
tiene viento de cola y se produce de pronto un incremento del viento.
La pérdida puede producirse por un cambio súbito de la dirección del viento, en sentido vertical. Esto ha sido
experimentado por todo piloto experto. Si usted se encuentra volando en colina muy cerca de la velocidad de pérdida y
entra en una corriente de aire que está ascendiendo mucho más rápidamente, el efecto del aire ascendente puede ser que
incremente el ángulo de ataque de las alas más allá del ángulo de pérdida en forma repentina, sin cambio de actitud. La
pérdida será aguda y súbita.
Un planeador también puede entrar en pérdida volando con viento de frente a causa del gradiente del viento. Esto es casi
lo mismo que el caso de la calma súbita volando con viento de frente que ha sido examinado antes, excepto que la pérdida
es más progresiva y puede llegar inadvertidamente. Esto también tiene lugar muy cerca del suelo, el peor lugar donde
puede ocurrir.
La moraleja para lo dicho es obvia: no vuele cerca de la pérdida a menos que tenga suficiente altura como para efectuar
una recuperación. En condiciones de turbulencia, cerca del suelo, conserve una reserva extra de velocidad para prevenir
los cambios de velocidad y dirección del viento.
EL TIRABUZÓN
Por alguna razón u otra muchos alumnos tienden a mirar la entrada en tirabuzón de un planeador con cierto temor. Esto
puede deberse en parte a las ideas extraordinarias que sustentan algunas personas respecto al tirabuzón. Muchas de esas
ideas son semiverdades y otras son mitos. Cuando es analizado y comprendido no hay nada misterioso en el tirabuzón y si
partimos de la base de que no se debe llegar a él accidentalmente y a baja altura, no tiene nada de peligroso. En primer
lugar, debemos comprender cómo se produce un tirabuzón; luego, debemos aprender a efectuar la recuperación y advertir
cómo este procedimiento detiene el tirabuzón. Pero recuérdese que la recuperación es perfectamente lógica si usted
comprende qué está ocurriendo en el tirabuzón, pero no es instintiva. Debe aprenderse.
Cuando hablamos de la estabilidad en el eje de rolido, vimos que en vuelo común las alas ofrecen resistencia a rolar. Si
comienza un rolido el ala más baja ataca el aire a un ángulo mayor y produce más sustentación, mientras que sucede lo
contrario con el ala superior. Pero esto es verdad solamente si el ala no está en pérdida, es decir, si se encuentra volando a
un ángulo de ataque menor que el ángulo de pérdida. Tan pronto como el ángulo de ataque se incrementa más allá del
ángulo de pérdida y el ala entra en pérdida, las cosas toman un aspecto distinto. Si ahora se produce un ligero rolido, el ala
inferior ataca el aire a un ángulo mayor que antes, pero desde que el ángulo de ataque se encuentra más allá del ángulo de
pérdida, este incremento del ángulo da como resultado menor sustentación. En forma similar, la disminución del ángulo de
ataque da como resultado mayor sustentación. (Si encuentra difícil entender esto, vuelva a leer la parte del Capítulo III que
se refiere a sustentación y a la curva de sustentación, fig. 2). El efecto neto es que el ala se ha vuelto inestable en rolido y
una vez perturbada tiende a continuar rolando. Mientras tanto, algo ha estado ocurriendo con la resistencia. El ala inferior,
con su incremento del ángulo de ataque, sufrirá una mayor resistencia que el ala más alta -esté o no en pérdida- y, por lo
tanto, el aparato tratará de girar hacia el lado del ala más baja; por otra parte, el planeador seguirá girando sobre su eje
vertical mientras el ala siga rolando. Eso es un tirabuzón; simplemente, un movimiento continuo de rolido y rotación con el
ala en pérdida. El planeador describe un movimiento de tirabuzón vertical, generalmente con la nariz bien hacia abajo.
Esto es todo lo lejos que podemos ir con generalizaciones sobre el tirabuzón porque cada planeador tiene su propia actitud,
velocidad y características en cuanto a la entrada en tirabuzón. La velocidad generalmente no es alta pero desde que el
desplazamiento es casi vertical, la pérdida de altura es considerable.
El método general para recobrar una máquina de un tirabuzón es el siguiente: aplicar todo timón de dirección contrario;
pausa; mover la palanca con firmeza hacia adelante hasta que el tirabuzón se detenga y luego sacar suavemente el
planeador de la picada hasta llegar al vuelo normal. Los planeadores se recuperan del tirabuzón muy rápido, pero este
método standard se recomienda porque se ha encontrado que es el mejor para algunos aviones a motor que muestran
cierta tendencia a ofrecer resistencia para recobrarse de un tirabuzón.
La razón por la cual se aplica timón de dirección en primer lugar es que, en algunos aviones con tendencia a entrar en
tirabuzón el uso del elevador tiene un efecto perturbador sobre el timón de dirección si se usa primero, y la pausa es para
permitir que el timón de dirección actúe. La parte sorprendente de esta acción de recuperación, sin embargo, es la
instrucción de mover la palanca con firmeza hacia adelante hasta que el tirabuzón se detenga. Todos nuestros instintos nos
están gritando palanca atrás y levantar la nariz, pero esto sólo hará que el tirabuzón se prolongue. Veamos por qué.
Como dijimos antes, el tirabuzón es un movimiento continuo de rolido y rotación con el ala en pérdida. Lo primero que
tenemos que hacer es ofrecer una oposición al movimiento de rotación y esto lo conseguimos aplicando todo timón de
dirección contrario. Es decir, si estamos en tirabuzón a la derecha, aplicamos todo timón izquierdo. Para detener el
movimiento de rolido uno podría imaginar que debemos usar los alerones, pero si reflexionamos un momento veremos que
esto no será nada bueno porque el ala está en pérdida, y los alerones probablemente harán que las cosas empeoren desde
que su efecto secundario -la resistencia de los alerones- arruina nuestros esfuerzos mediante la aplicación de todo timón
de dirección contrario. La única manera de detener el movimiento de rolido es sacar el ala de la pérdida; en otras palabras,
reducir el ángulo de ataque por debajo del ángulo de pérdida, y esto se logra moviendo la palanca hacia adelante. Tan
pronto como el ángulo de ataque ha llegado a ser menor que el ángulo de pérdida el ala muestra su resistencia a rolar y el
rolido se detiene. El planeador está ahora entrando en picada y, si el timón de dirección se centra la máquina puede
sacarse de la picada para llevarla nuevamente a vuelo normal. Si para salir del tirabuzón se lleva la palanca atrás, el único
efecto será una tendencia a incrementar el ángulo de ataque aun más allá de la pérdida y el tirabuzón continuará. Sólo
cuando el ala no está en pérdida el planeador obedecerá a su elevador como para levantar la nariz y, una vez que ha sido
detenido el tirabuzón el movimiento hacia atrás de la palanca para volver la máquina a vuelo normal desde la picada
deberá hacerse suavemente; de otra manera, hay posibilidad de que el ala vuelva a entrar en pérdida.
Ningún aparato aéreo puede entrar en tirabuzón a menos que primero entre en pérdida. Una vez que se ha entrado en
pérdida hay posibilidades de que se desarrolle un tirabuzón si por alguna razón el planeador comienza a rolar o girar. Por lo
tanto, la forma más simple de comenzar un tirabuzón deliberadamente es hacer entrar el aparato en pérdida y aplicar timón
de dirección en la dirección en que se desea entrar en tirabuzón. Esto hace rolar y girar la máquina en la dirección
deseada. Puede ser necesario usar alerones en la dirección opuesta, es decir, timón de dirección a la izquierda y palanca a
la derecha para producir un tirabuzón a la izquierda. La razón de esto es que una vez que el planeador está en pérdida,
moviendo la palanca a la derecha se produce una ligera tendencia a rolar hacia la derecha, pero una fuerte tendencia a
girar hacia la izquierda.
Durante todo esto, probablemente será necesario mantener la palanca toda atrás si se desea provocar un buen tirabuzón,
porque el planeador, desde que es una criatura inteligente, saldrá de la pérdida por sí. mismo si se da alguna oportunidad a
su estabilidad sobre el eje transversal, y una vez que ha salido de la pérdida el tirabuzón se detendrá. Se deduce de esto
que si un planeador entra en pérdida con un ala baja, hay probabilidades de que se desarrolle un tirabuzón ya que en este
caso, mientras el planeador cae, desliza hacia el ala más baja y el empenaje vertical, en cumplimiento de su función normal
de mantener la proa del planeador enfrentada al viento lo hará guiñar hacia el ala más baja. (Otro ejemplo de la necesidad
de disponer de un equilibrio exacto entre las estabilidades de rolido y de guiñada).
En el principio de este capítulo vimos que un planeador o un avión a motor pueden -teóricamente- entrar en pérdida a
cualquier velocidad mediante un incremento violento del ángulo de ataque, por encima del ángulo de pérdida. Se deduce
de esto que podemos producir un tirabuzón a cualquier velocidad moviendo rápidamente la palanca hacia atrás y aplicando
timón de dirección. Esto es lo que ocurre, excepto que llamamos a esta maniobra tonel en lugar de tirabuzón. El
desplazamiento de la máquina es aun el de un tirabuzón, pero el eje del mismo es más o menos horizontal en lugar de
vertical. El tirabuzón chato tiene eje vertical, pero el eje longitudinal del planeador tiene poca inclinación respecto al
horizonte.
Todos los toneles, sin embargo, están absolutamente prohibidos en planeadores, a menos que la máquina haya sido
especialmente diseñada para ello. Las tensiones son muy grandes y aun en aviones a motor diseñados para estas
maniobras, los toneles son llevados a cabo, por lo general, sólo ligeramente más rápido que la velocidad normal de
pérdida, para mantener las cargas sobre la máquina y el piloto tan bajas como sea posible.
Todos los pilotos deben aprender a entrar y salir de un tirabuzón. Más importante: todo piloto debe aprender a reconocer el
comienzo de un tirabuzón y a ejecutar las maniobras de recuperación rápidamente. Muchos planeadores muestran un buen
comportamiento en este sentido y se recobran instantáneamente cuando se inician las maniobras correspondientes.
Entonces, podemos sentirnos tentados a preguntar: ¿Por qué no hacer que todos los planeadores sean diseñados de tal
manera que resulte imposible hacerlos entrar en tirabuzón? La respuesta es que si se diseña un planeador que no entre en
tirabuzón se tienen que sacrificar otras cualidades y el resultado es un velero no tan eficiente como podría ser. Por otro
lado, como las demás maniobras acrobáticas, el tirabuzón puede ser más bien agradable.
EL TIRABUZÓN DEL NECIO
Sólo falta referirnos a lo que podemos llamar el tirabuzón del necio. Es el tirabuzón que se origina en la última pierna de un
circuito de aterrizaje y termina en el suelo. Es innecesario y estúpidamente criminal, pero ha tenido lugar tantas veces en la
historia de la aviación que su descripción es importante. Es mucho más raro en el mundo del vuelo a vela que en el del
vuelo a motor, pero si su descripción puede salvar a una persona de caer en la trampa este pequeño libro habrá justificado
su existencia.
Aunque según mis conocimientos no se ha establecido ninguna especificación al respecto, el necio estándar es un sujeto
que -con respecto a todo- piensa que nada tiene secretos para él. Vuela mal, pero no aceptará ninguna crítica de su
instructor. Por suerte, es raro en estos días, pero de vez en cuando se encuentra un ejemplar. Un día, cuando se halla
haciendo tráfico sobre su aeródromo, volando lentamente en su última pierna con viento cruzado, advierte que puede
quedarse corto. Por lo tanto, eleva ligeramente la nariz de su velero y comienza a virar frente al viento. (Elevar la nariz, por
supuesto, es pura demencia desde que ello garantiza que ahora sí se quedará corto). Sus virajes son malos la mayor parte
de las veces, pero en esta ocasión particular, cerca del suelo, tiene una tendencia a dar menos inclinación y a forzar al
planeador a girar con exceso de timón de dirección. Esto, simplemente, hace derrapar al planeador y da como resultado
una consecuente pérdida de velocidad.
Para ese momento el planeador ha comenzado a entrar en pérdida con un ala baja, y la nariz empieza a balancearse e
inclinarse hacia abajo. Pero el piloto aun no reconoce que hay algo anormal en esto y trata de levantar la nariz mediante un
movimiento adicional de la palanca hacia atrás. La nariz baja más aun y él lleva la palanca más atrás, aunque continúa
ignorando el hecho de que su timón de dirección aun está aplicado con exceso. Ahora el planeador comienza a entrar en
tirabuzón y el piloto empieza a comprender que el viraje está un poco mal hecho y un poco más escarpado de lo que él
quería hacerlo.
Aún no ha reconocido qué es esto -un real y honesto tirabuzón- y en un vano intento por reducir la excesiva inclinación de
la máquina en el viraje lleva la palanca al otro lado de la cabina. La resistencia del alerón del ala interna une su fuerza al
timón de dirección y el planeador entra netamente en tirabuzón. Por supuesto, no hay suficiente altura para ensayar una
recuperación y el planeador se estrella.
Dicho de esta manera parece increíble que alguien pueda ser tan estúpido, y sin embargo ha ocurrido una y otra vez. Ha
habido individuos que se han levantado de los restos del aparato sin saber aun qué fue lo que ocurrió. La moraleja es
evidente: vuele con seguridad, aprenda a reconocer los síntomas de la pérdida y el tirabuzón, hasta que se hallen grabados
en su mente y nunca, nunca vuele muy despacio cerca del suelo.
Capítulo VII
CLASES DE PLANEADORES
Es ahora tiempo de echar un vistazo más de cerca a los variados tipos de planeadores que pueden verse en el hangar de
cualquier club de vuelo a vela. A la luz de lo que hemos aprendido estaremos ahora en condiciones de apreciar mucho más
de los por qué y para qué, que antes.
EL PRIMARIO
Comenzando por lo primero, consideraremos el planeador primario. Se trata de una criatura que está prácticamente
extinguida. No tenía fuselaje sino un simple marco de madera o, algunas veces, de tubos de acero que contenían el asiento
del piloto y la unidad de cola, y además soportaba un ala rectangular muy simple montada bien por encima de la cabeza del
piloto. Esta ala generalmente se encontraba asegurada al fuselaje por arriba y abajo, mediante cables. La parte del marco
que hacia de fuselaje situada por encima del ala, por lo general se hallaba forrada con tela, formando una Y invertida. Los
controles eran por demás convencionales pero extremadamente simples; en realidad, los cables de control eran visibles en
toda su extensión. La característica fundamental era la simplicidad, poco peso y bajo costo, combinados con una gran
resistencia. La función del primario era enseñar a la gente a volar por el método de hacerlo solo desde el primer momento.
En consecuencia, debía tener la capacidad de soportar una gran cantidad de malos tratos sin estropearse. Por lo tanto,
eran indicadas las alas sujetas con cables desde que un cable dañado es mucho más fácil y barato de reemplazar que un
montante. Además, en el caso de un accidente menor el piloto estaba mucho más seguro sin un fuselaje a su alrededor, ya
que no había peligro proveniente de astillas de madera.
En vuelo el primario era extraordinariamente estable en los tres ejes. Tenía que serlo desde que era volado por pilotos
prácticamente sin experiencia. Esta es la razón de la cola anormalmente grande y el plano vertical a que hicimos
referencia, ubicado sobre el ala. Esta gran estabilidad, por supuesto, tenía que pagar un precio y ese precio eran controles
pesados y lentos. Los controles se hallaban dispuestos en forma accesible. El piloto tenía un amplio control sobre el vuelo
normal y le era extremadamente difícil llevar al planeador a una situación anormal. Muchos primarios bien diseñados eran
completamente imposibles de hacer entrar en tirabuzón.
El ala era de forma rectangular. Todas las costillas eran de la misma forma y la envergadura era relativamente pequeña.
Ambos elementos permitían obtener un ala liviana y barata.
El rendimiento del primario, como podría esperarse, era muy pobre. El ángulo de planeo era del orden de 1 en 8 o 10 y la
caída mínima, de alrededor de 1,5 metros por segundo. Sin embargo, cumplía su misión en forma admirable y permitía
volar lentamente, barato y con seguridad. Tal vez la peor crítica que podía hacerse al pobre primario es que resultaba
demasiado estable y fácil de volar. Aunque estas cualidades eran necesarias, tendían a producir hábitos de pilotaje
chapuceros en pilotos que habían hecho su aprendizaje en primarios, hábitos que a menudo eran difíciles de eliminar más
tarde.
Algunos primarios habían sido dotados de carenado, es decir, una pequeña cabina en forma de huevo para permitir un
mejor flujo del aire en la zona del piloto y el fuselaje. Mientras esto no ayudaba nada a modificar las malas condiciones del
primario, tenía un efecto muy marcado en la performance. Los primarios de este tipo fueron usados durante muchos años
como máquinas de entrenamiento elementales para el vuelo a vela en lugares donde había una buena pendiente para
vuelo en ladera.
Los primarios tenían una curva L/D con mucha pendiente y esto significa que sólo poseían una muy pequeña gama de
velocidades donde podía encontrarse alguna eficiencia. Por encima y por debajo de esta velocidad el ángulo de planeo se
asemejaba al de un ladrillo. Ejemplos de primario fueron el Dagling, Eon Primario y los alemanes Zogling y Escuela 38.
EL INTERMEDIO
A continuación, en cuanto a eficiencia, vienen los planeadores intermedios. Este es un término muy vago que se aplica a
una gama muy amplia de planeadores. Podemos afirmar que cubre todos los planeadores que son suficientemente
eficientes para volar a vela o mantenerse y trepar en condiciones favorables, pero que no tienen una buena gama de
velocidades; en una palabra, que no tienen buena penetración. En esta categoría se incluyen los biplazas Schweizer, Tutor
y Specht, así como los monoplazas Grunau Baby, Hütter y Swallow. En estos casos tenemos un verdadero fuselaje, por lo
general de forma simple, con costados planos, un ala muy sencilla soportada por montantes y una apariencia por lo común
mucho más aeronáutica que la de los primarios. La diferencia más importante, sin embargo, es que el alargamiento del ala
es mucho mayor en los planeadores intermedios, y el ancho y espesor de las alas por lo general van disminuyendo hacia
los extremos. Nos referiremos a este tema del alargamiento más tarde con mayor detalle.
Los planeadores intermedios más eficientes tienen un ángulo de planeo del orden de 1 en 20 y una velocidad mínima de
descenso de alrededor de 0,70 a 1 metro por segundo. También tienen una curva L/D muy pendiente, es decir, que son
eficientes en una gama relativamente pequeña de velocidades. Su respuesta a los movimientos de los controles es mucho
más rápida que la de los primarios y no son tan estables. Ello no quiere decir que sean inestables; tienen, por supuesto,
estabilidad positiva, pero la estabilidad no es excesiva al punto de interferir en forma negativa con la rapidez y ligereza de
los controles. Puede afirmarse que un planeador intermedio eficiente como el Grunau Baby o el biplaza Sedbergh hará
cualquier cosa que pueda hacer un planeador de alta performance, excepto volar velozmente.
Los planeadores intermedios tienen en general una razonable carga alar, lo que les da una baja velocidad de vuelo, pero
habitualmente no tan baja como la de los primarios. Las alas usualmente tienen un cierto alabeo en las puntas para
disponer de un razonable control de alerones cuando el aparato se encuentra al borde de la pérdida y los alerones, por lo
general, son del tipo diferencial para disminuir al mínimo la resistencia. También se suele dotar a estas máquinas de una
rueda central para el aterrizaje.
Ahora bien: ¿Por qué, en la búsqueda de una mayor eficiencia debemos tratar de obtener un mayor alargamiento? Para
hallar la respuesta a esta pregunta debemos volver a los principios elementales. Eficiencia o buen ángulo de planeo
dependen, como hemos visto, de la relación L/D del planeador. Cualquier cosa que reduce la resistencia sin reducir la
sustentación, o a la inversa, incrementa la sustentación sin incrementar la resistencia, hará aumentar la relación L/D y el
ángulo de planeo. Lo que ejerce mayor efecto en la relación L/D es el ala. En los primeros capítulos observamos las alas y
los perfiles correspondientes a un corte lateral, pero esta no es toda la historia. Permítasenos ahora echar un vistazo al ala
de los planeadores, en planta.
Imagine un planeador volando directamente hacia usted. Debido a la sustentación que produce, hay una región de presión
reducida sobre el ala y una región de presión incrementada debajo de ella. En consecuencia, el aire tiende a escapar de
debajo de las alas por los extremos y dirigirse hacia la parte superior. Por supuesto, no puede lograrlo del todo, pero el
efecto es una deflexión del aire situado debajo de las alas, ligeramente hacia afuera y una deflexión del aire que fluye sobre
las alas, ligeramente hacia dentro. Este efecto es mayor cerca de las puntas y menor en el medio del ala. Exactamente
detrás del ala estas tendencias hacia dentro y hacia fuera del aire se vuelven a encontrar y se juntan formando un vórtice
(una especie de remolino) que se desprende desde las puntas de las alas. La energía que se desperdicia en estos vórtices
proviene del mismo planeador y la resistencia que producen se denomina resistencia inducida. Ahora, desde que las
puntas son las culpables principales de esta resistencia inducida, lo ideal sería no tener puntas de alas. Nadie ha inventado
hasta ahora una forma práctica de construir un ala sin punta, pero podemos hacerla pequeña en comparación con la parte
media eficiente.
Figura 17 – Vórtices en puntas de ala
La figura 17 muestra la forma de tres alas de igual superficie. Las superficies sombreadas muestran la porción
relativamente ineficiente. En la figura 17 a) el área sombreada constituye una buena proporción del total del ala. En la
figura 17 b) podemos apreciar la enorme ventaja lograda mediante la duplicación de la envergadura y la disminución de la
cuerda (en realidad, duplicamos el alargamiento). Ahora, las puntas son una pequeña proporción del ala y la resistencia
inducida es mucho menor. Aun lo podemos mejorar si damos a las alas una forma aguzada (fig. 17 c), en la cual la porción
de la punta ineficiente es muy pequeña y también lo es la resistencia inducida.
Debemos terminar estas consideraciones sobre la resistencia inducida con un elogio a los técnicos en aerodinámica por
esta magnífica simplificación en lo que es realmente un problema muy complejo.
Por lo tanto, si deseamos una buena eficiencia debemos disponer de una gran relación L/D y únicamente podemos
disponer de ella si mantenemos la resistencia inducida tan baja como sea posible. Sólo podemos obtener esto utilizando un
gran alargamiento. Naturalmente, hay un límite para el alargamiento que podemos utilizar, porque a medida que hacemos
las alas más largas y estrechas, se hace más y más difícil construirlas fuertes y bastante rígidas como para cumplir su tarea
sin que sean excesivamente pesadas. La disminución del ancho de las alas nos ayuda en este caso porque la sustentación
se concentra más en el medio y menos en las puntas, lo cual reduce la flexión de las mismas. El alabeo produce el mismo
resultado, excepto que si tratamos de volar invertidos con el planeador, el alabeo se invierte y la sustentación se concentra
en las puntas. Esta es una de las razones por la cual está prohibido el vuelo invertido en casi todos los planeadores.
EL ALTOVELERO
El último tipo de planeador que debemos considerar es el de alta performance o para vuelos de distancia. En esta categoría
entran los planeadores de perfil laminar como el Standard Austria, Foka, Zefir, M 100, Ka 6, Vasama, Skylarks, Olympia
419 y 460, Ka 18, Eagles, todos de madera (y los más modernos de plástico construidos principalmente en Alemania y
Polonia), los tipos más viejos con perfiles alares convencionales tales como el Sky, Weihe, Gull IV, Kite II y muchos otros.
Las competencias han mostrado que los tipos laminares son considerablemente más eficientes. Cualquiera sea su
eficiencia, todos estos tipos tienen el mismo propósito, es decir, vuelos de distancia a alta velocidad, de tal manera que
podemos considerarlos como una clase. En todos los casos estas máquinas tienen alas de gran envergadura y gran
alargamiento para proporcionarles alta eficiencia. Las secciones de ala son elegidas muy cuidadosamente para
proporcionar una curva L/D tan chata como sea posible, de tal manera que disponen de una gama de velocidades muy
grande en las cuales el planeador tiene un buen ángulo de planeo. En síntesis, decimos que estas máquinas tienen buena
penetración. Para mantener la resistencia al mínimo los fuselajes por lo general son redondeados, muy pulidos, de sección
oval, y la cabina se encuentra integrada con una burbuja plástica. Siempre disponen de frenos o spoilers y estos
dispositivos también están siendo incluidos en los planeadores intermedios. También y por lo general se incluye una rueda
central. Un recurso moderno son las ruedas retráctiles, que una vez entradas quedan cubiertas con un buen carenado.
Toda la máquina está perfilada al último grado a fin de llevar la resistencia al mínimo.
Las performances de estas máquinas llegan a ángulos de planeo entre 1 en 30 hasta 1 en 60, combinadas con velocidades
mínimas de descenso de alrededor de 0,60 metros por segundo hasta menos de 0,50 metros por segundo. Las cargas
alares son más altas que las de los planeadores intermedios e inclusive se pueden aumentar con lastre de agua, y las
velocidades de óptimo planeo son del orden de 80 a 100 kilómetros por hora contra 55 a 70 en los intermedios. Los
planeadores de alta performance pueden tener, sin embargo, ángulos de planeo excelentes cuando se vuelan a
velocidades elevadas.
La circunstancia de que su velocidad óptima de planeo es mayor que la de los aparatos intermedios coloca a las máquinas
de alta performance en ligera desventaja en ciertos días en que las térmicas son pequeñas y difíciles de centrar, desde que
altas velocidades significan virajes más amplios para un determinado ángulo de inclinación. Sin embargo, su mayor
eficiencia a alta velocidad significa que pueden volar muy rápido entre ascendencias, donde los planeadores intermedios
perderán una gran altura volando lentamente. Las máquinas de alto rendimiento pueden, por lo tanto, obtener una alta
velocidad promedio en vuelos de distancia.
Las características de estos planeadores son, generalmente, razonable estabilidad y buenos controles, peso liviano y
rapidez. Las máquinas, por supuesto, varían en estos aspectos y aquellos planeadores con muy grandes envergaduras son
los más difíciles de equipar con alerones de fácil control.
Estos planeadores son todos del tipo cantiléver, es decir, no poseen montantes para mantener baja la resistencia. Este tipo
de máquinas debe permitir un armado y desarmado fácil y rápido, des de que a menudo deben ser transportadas de
retorno mediante un remolque por rutas terrestres. Muchas disponen de un tablero muy completo con instrumentos para
vuelo a ciegas y todas tienen capacidad para llevar un paracaídas para el piloto. Algunas de ellas están autorizadas para
efectuar una limitada gama de acrobacia, siendo las más comunes el looping, la media vuelta y el tirabuzón.
Capítulo VIII a
INSTRUMENTOS
En casi todos los planeadores, excepto en los primarios, hay una cantidad de instrumentos montados en el panel, frente al
piloto. En una máquina de alta performance puede haber un numero alarmante de instrumentos, mientras que los
planeadores más modestos se manejan muy bien con escasamente dos o tres. No sugerirnos que usted necesite
convertirse en un experto reparador de instrumentos si desea volar, pero le será de gran ayuda comprender cómo trabajan
algunos de ellos.Los instrumentos aeronáuticos dirán la verdad, en general, pero para obtener la verdad de los mismos
deben ser leídos con alguna inteligencia. Aquí investigaremos los principios bajo los cuales trabajan los más importantes
instrumentos y veremos cuáles son sus limitaciones. Luego, tal vez cuando sus instrumentos parezcan estar contando
historias extrañas, usted sabrá por qué y no será inducido a confusión.
En primer lugar, ¿qué instrumentos encontraremos? Los más comunes son: velocímetro, altímetro, variómetro y brújula.
Además, hay algunos instrumentos destinados principalmente al vuelo a ciegas, incluyendo el indicador de giro, horizonte
artificial e indicadores de nivel.
Nos referiremos primero al grupo principal y los describiremos en orden.
EL VELOCÍMETRO
El velocímetro indica la velocidad del planeador. Es un pequeño instrumento con una aguja, similar al velocímetro de un
auto, y está calibrado en kilómetros, en millas por hora o en nudos (knots). Este velocímetro indica la velocidad del
planeador con relación al aire en el cual se halla volando. No tiene nada que ver con la velocidad del planeador respecto al
suelo. Hablando con precisión, podemos afirmar que no siempre indica la velocidad real, como veremos luego.
El velocímetro mide la presión que se ejerce sobre un tubo enfrentado a la corriente de aire. Esta presión es muy pequeña:
a 80 kilómetros por hora equivale aproximadamente a la de una columna de agua de 2,5 centímetros en un tubo U. Por lo
tanto, el instrumento es muy delicado. Dentro del instrumento hay una cápsula en forma de disco, con ondulaciones
concéntricas para hacerla más elástica, la cual se encuentra conectada por medio de un tubo al extremo posterior de un
tubo pitot. Este último generalmente se halla ubicado en la parte superior de la nariz de la mayoría de los planeadores y
consiste en dos tubos apuntando hacia adelante. Uno de los tubos tiene el extremo abierto mientras el otro está cerrado
pero posee una serie de pequeños agujeros a lo largo. La presión originada por el impacto del aire en la parte abierta del
tubo da lugar a que la cápsula, que está hecha de un metal muy delgado, se combe y esta deformación es multiplicada por
una serie de palancas y engranajes que mueven la aguja. La primera pregunta que hace cualquiera es la de para qué sirve
el otro tubo con el extremo cerrado. Buenos, si estamos midiendo un pequeño aumento de presión debemos tener algo con
qué compararlo. Lo que el instrumento necesita saber es cuánto se ha incrementado la presión del aire por el impacto en el
extremo del tubo abierto, en relación con la presión estática ordinaria. Por esta razón, el recipiente del instrumento, que
deberá estar herméticamente cerrado, se conecta al segundo tubo, el que tiene el extremo cerrado y posee pequeños
agujeros a lo largo; de esta manera la presión de la caja es igual a la atmosférica o estática. Si dejamos que la caja del
instrumento quede abierta dentro de la cabina podremos introducir un gran error desde que el aire puede tender a salir o
entrar de la misma con lo que la presión será ligeramente mayor o menor que la exterior. Debido a que estamos midiendo
un pequeño incremento de presión esto es muy importante.
Veamos ahora lo relativo a los errores. El velocímetro es también denominado indicador de velocidad del aire, pero esto es
verdad solamente a nivel del mar. A todas las alturas sobre el nivel del mar el velocímetro proporciona una cifra inferior a la
real. Esto se debe a que el aumento de la presión en el extremo descubierto del tubo varía directamente con la densidad
del aire. Ese hecho tiene relativamente poca importancia hasta que llegamos a grandes alturas. A 6000 metros una
indicación de 55 kilómetros por hora equivale a 75 kilómetros por hora reales. Esto no tiene tanta importancia en el mundo
del vuelo a vela como la tiene para los tripulantes de aviones a reacción. La resistencia y la sustentación son afectadas
exactamente de la misma manera por la densidad del aire: ambas disminuyen con la disminución de la densidad. Por lo
tanto, en un aire de menor densidad el planeador entrará en pérdida a una velocidad real mayor, pero desde que el
velocímetro no proporciona una velocidad menor que la real, la cual está determinada por esa menor densidad del aire, la
pérdida se producirá a la velocidad normal, según la lectura del velocímetro.
Por ejemplo, un planeador entrará en pérdida a 55 kilómetros por hora a nivel del mar; a 6000 metros lo hará a 75
kilómetros por hora, pero en ambos casos el velocímetro indicará 55 kilómetros. En forma similar, la velocidad de mínimo
descenso o máximo planeo será las mismas según el velocímetro a cualquier altura a pesar de que la velocidad real
aumenta con la altura. Por lo tanto, podemos considerar este error como una ventaja positiva ya que evita al piloto mucho
esfuerzo mental. En resumidas cuentas, el instrumento nos indica algo más útil que la velocidad real respecto al suelo.
El siguiente error que debernos considerar es el de posición. El aire que se encuentra alrededor de un planeador es
perturbado en alguna medida a cierta distancia por encima y por debajo, así como por delante y por detrás. El único lugar
satisfactorio para colocar el tubo estático es el de unos 20 metros lejos del planeador, pero esto es prácticamente
imposible. El diseñador tiene un gran problema en encontrar el mejor lugar para situar el tubo estático, pero cuando lo ha
encontrado, debe también hallar en qué medida la cercanía de las alas o el fuselaje afectan la lectura del instrumento. En
muchas cabinas se encuentra una pequeña tarjeta que proporciona las correcciones requeridas a distintas velocidades.
Este es un problema bastante complicado por el hecho de que sólo a un ángulo de ataque determinado el aire afecta al
tubo abierto frontalmente. Sin embargo, se obtiene un resultado razonablemente bueno en muchos planeadores ubicando
el tubo pitot en la nariz. No debemos confundimos si vemos un solo tubo en la nariz de un planeador. No se trata, en
realidad, de un solo tubo sino de dos, pero el que tiene el extremo cerrado ha sido colocado lejos del otro.
El tubo pitot tiene una molesta tendencia a helarse y dejar de funcionar cuando se vuela en nube en ciertas condiciones de
temperatura. Algunas veces se instala un sistema de calentamiento eléctrico para derretir el hielo, pero más comúnmente
en la actualidad el tubo abierto se orienta en sentido contrario y se instala en un pequeño recipiente, el cual se ubica en la
nariz del planeador. Este último tipo es más o menos inmune a problemas de formación de hielo. Además, en la búsqueda
de eficiencia en estos días el tubo estático tiene una tendencia a desaparecer. Se lo reemplaza por dos agujeros
cuidadosamente ubicados en el fuselaje, uno a cada lado, para evitar errores debido a derrapes. Si se elige
adecuadamente la posición de estos agujeros, los mismos pueden proporcionar una presión estática muy segura y, por
supuesto, evitan la pequeña resistencia que se origina en un tubo situado fuera del fuselaje.
Por último, puede haber algunos errores en el velocímetro mismo. Tales errores deben conocerse si se hacen presente y si
el instrumento es utilizable deben ser tan pequeños que puedan ser despreciados. Si se tienen dudas debe controlarse el
instrumento.
Con todos estos problemas de formación de hielo y de errores, resulta sorprendente que nadie haya todavía producido algo
mejor para indicar la velocidad. Nadie lo ha hecho, sin embargo. Si usted cree que puede hacerlo, por favor, hágalo.
EL ALTÍMETRO
El altímetro no indica la altura del planeador sobre el suelo. Mucha gente cree que esto es lo que hace el instrumento.
Todos llegan a comprender la verdad, pero algunos lo hacen por el camino difícil. Podemos, por supuesto, encontrar la
altura de nuestro planeador sobre el suelo mediante el altímetro, pero para ello necesitamos utilizar nuestra inteligencia.
Para ver cómo puede ser esto, primero debemos entender cómo funciona el instrumento.
Dentro de la caja del altímetro hay una cápsula parecida a la del velocímetro, excepto que en este caso la cápsula se halla
sin aire y cerrada herméticamente. Para evitar que se aplaste por la presión del aire tiene un fuerte resorte. Si la presión
atmosférica varía, la cápsula será comprimida o se expandirá de acuerdo al incremento o disminución de la presión
exterior. Este movimiento de la cápsula es multiplicado por medio de pequeñas palancas y engranajes e indicado por medio
de una aguja en un dial. En realidad muchos planeadores modernos tienen dos agujas, una para cientos y otra para miles
de metros o pies, pero el principio que hemos explicado es el mismo. Se trata, en síntesis, de un perfecto y común pequeño
barómetro, calibrado en metros (o pies) y con una escala mucho mayor que el que probablemente tiene usted en su casa.
La parte interior de la caja del altímetro se halla conectada al tubo estático del pitot. Muchos pilotos no dan importancia a
esto y dejan el estático del altímetro conectado a la cabina, lo cual no tiene mucha importancia desde que los cambios de
presión que registra este instrumento son muy grandes y pequeñas variaciones entre la presión exterior de la cabina y
dentro de la misma no tienen sino un efecto muy ligero en las lecturas del instrumento.
Dado que el altímetro trabaja midiendo la presión estática o atmosférica, cualquier cambio en esa presión lo afectará. Para
permitir al piloto ubicarlo en cero el altímetro tiene una pequeña perilla la cual cuando se gira mueve la aguja o agujas. Si el
piloto coloca el instrumento en cero antes del despegue (reglaje QFE), la lectura del dial durante el vuelo será una lectura
real de su altura sobre el punto de partida. Supóngase, por ejemplo, que trepa a 1500 metros; entonces el altímetro indicará
1500 metros. Si ahora el piloto hace un vuelo de distancia y atraviesa una serie de sierras con una altura de 450 metros, el
altímetro seguirá indicándole 1500 metros, aunque tendrá 1500 - 450 = 1050 metros entre él y la cima de las sierras.
El piloto dispone de una carta que le proporciona la altura de los distintos puntos del país, en metros sobre el nivel del mar,
y esos puntos se hallan unidos por una línea continua. Las distintas alturas se señalan en las cartas con diferentes colores,
de tal manera que el piloto puede advertir de un vistazo la altura del terreno sobre el cual está volando y la del que se
encuentra por delante.
Puede, asimismo, determinar en forma muy simple cuál es su altura sobre el suelo en cualquier momento, partiendo de la
base de que sabe exactamente dónde se encuentra. Muchos pilotos cuando vuelan sobre el club y no intentan realizar
vuelos de distancia, fijan su altímetro en cero antes de despegar. El altímetro indica entonces la altura real sobre el punto
de partida. Sin embargo, cuando se realizan vuelos de distancia la práctica más común aconseja, antes de despegar, fijar
la altura correspondiente al punto de partida sobre el nivel del mar (reglaje QNH), de tal manera que cuando se encuentre
en el aire el piloto se ahorrará una serie de cálculos mentales dado que el altímetro le proporcionará la altura sobre el nivel
del mar y sus cartas le indicarán también las alturas sobre el nivel del mar.
Hay otra fuente de error que debe tenerse en cuenta. A menudo, cuando se deja un planeador con el altímetro en cero
durante toda la noche, a la mañana siguiente encontramos que la aguja indica 50 o más metros. Esto se debe a que la
presión atmosférica ha descendido durante la noche. Si la presión aumenta el altímetro indicará -50 metros o menos.
Ahora, si despegamos luego de haber fijado el altímetro en cero, volamos varias horas y la presión atmosférica vuelve a
variar en la misma proporción, el altímetro no estará en cero cuando aterricemos, no obstante hacerlo en el mismo lugar de
donde partimos. Afortunadamente, la presión atmosférica no varía mucho en pocas horas, pero en condiciones de tiempo
inestable debe esperarse que así ocurra. Esto obliga al piloto consciente a echar un vistazo al mapa del tiempo antes de
emprender un vuelo de distancia largo para saber qué puede esperar.
Algunos altímetros tienen una pequeña escala en el dial que indica la presión en milibares, la cual se halla conectada a las
agujas. Esto, en realidad, es un legado del vuelo con motor. Su finalidad es que un piloto de avión que se está aproximando
a su destino, luego de llamar por radio al aeródromo y recibir la presión del lugar en milibares, pueda fijar este dato en el
altímetro, con lo que dispondrá de la altura real sobre su destino.
Hay en la actualidad un altímetro que realmente proporciona la altura sobre el suelo. Se denomina radioaltímetro y consiste
en realidad en un radar que determina la distancia hasta el suelo, basado en el principio del eco sonda. Sin embargo,
necesita una fuente de electricidad, pesa demasiado para nuestras posibilidades en un planeador y su precio lo hace
bastante inaccesible. No es para nosotros.
EL VARIÓMETRO
El variómetro es el único instrumento verdaderamente importante para el piloto de un velero. En realidad, podemos afirmar
con propiedad que el vuelo de distancia tuvo que esperar hasta la invención de un variómetro práctico y aun los mejores
pilotos hoy en día se encuentran casi indefensos sin un buen variómetro. La función de este instrumento es indicar al piloto
dónde asciende o desciende el aire con respecto a la tierra. Es un instrumento peculiar para el mundo del vuelo a vela y si
bien es cierto que los aviones a menudo disponen de un indicador de ascenso y descenso, éste es algo poco sensible y
torpe comparado con nuestro variómetro.
Existen muchos tipos distintos de variómetros y siempre hay alguien inventando uno nuevo, pero casi todos ellos trabajan
básicamente sobre el mismo principio. Este principio es el de que si tenemos una botella de aire y nos elevamos o
descendemos, la presión exterior a la botella se hace mayor o menor que la interior, desde que la presión atmosférica
disminuye con la altura y viceversa. En consecuencia, a medida que nos elevamos el aire de la botella tenderá a salir y
cuando descendemos tenderá a entrar en ella. El variómetro simplemente indica este pasaje de aire y lo mide, indicando
cuán rápido está elevándose o bajando el velero.
Figura 18 - Variómetro
La figura 18 indica el funcionamiento de uno de los tipos de variómetro
usado (Cobb-Slater). B es una botella; en la práctica es un termo exactamente
igual al que usamos para conservar caliente el te o el café. La razón de que se
utilice un termo es para aislar el aire interior de cualquier cambio de
temperatura que podría variar su presión. Este termo se halla conectado a
dos tubos transparentes de plástico ligeramente cónicos, montados en el
panel de instrumentos; una conexión va a la parte superior de uno de estos
tubos y la otra a la parte inferior del segundo. Los otros dos extremos de estos
tubos están conectados al estático del tubo pitot. Dentro de los tubos plásticos
transparentes hay dos pequeñas bolitas, una de color rojo y la otra de color
verde. Ahora imaginemos que el planeador en el cual este aparato está
instalado comienza a ascender. La presión en el estático disminuye por lo que
el aire trata de salir del termo. No puede hacerlo a través del tubo que contiene
la bolita roja, puesto que ésta es empujada hacia abajo y lo obtura, pero en
cambio puede ascender por el tubo que contiene la bolita verde y la empuja
hacia arriba. Cuanto más rápido asciende el planeador, más rápido fluye el
aire fuera del termo y más alto se eleva la bolita verde. La posición de la bolita
proporciona una indicación del régimen de trepada y esto puede leerse en una
escala marcada al costado de cada tubo transparente.
Exactamente lo mismo ocurre si el planeador desciende, excepto que en este
caso el aire fluye hacia el termo. Ahora el aire no puede pasar por la columna
de la bolita verde, puesto que ésta es empujada hacia abajo y cierra el camino,
pero en cambio la bolita roja se eleva dejando pasar el aire e indica el régimen
de descenso en pies o metros por segundo. Si ambas bolitas descansan en la
parte inferior de los tubos, entonces el planeador no está ascendiendo ni
descendiendo. El estático en el tubo pitot se utiliza porque si dejamos el
instrumento conectado a la cabina, cualquier ligera variación en la presión interior del planeador como la que puede
producirse al abrir una ventanilla de ventilación, podría causar considerables errores al igual que en el caso del velocímetro,
ya que estamos manejándonos con pequeñas variaciones de presión.
Últimamente ha habido una invasión de variómetros eléctricos y alguien cree estar inventado algo nuevo cada día. Sin
embargo, el principio básico permanece igual. Tenemos un termo y medimos el aire que sale o entra. El gran avance de los
variómetros eléctricos es que no tenemos que hacer que el aire mueva ningún pistón, bolita o aguja en su camino hacia
dentro o fuera del termo. Podemos dejarlo fluir libremente y medir su intensidad por medio de algún sistema eléctrico,
resistencia, termocupla o lo que se desee. En consecuencia, el variómetro eléctrico puede hacerse mucho más sensible y
de respuesta mas rápida a los cambios de altura.
Lo que necesitamos de un variómetro es que sea sensible, es decir, capaz de detectar pequeñas variaciones de ascenso o
descenso combinado con ausencia de retardo. Con esto queremos significar que el variómetro deberá indicar que
ascendemos tan pronto como el ascenso comienza y mostrar que dicho ascenso ha terminado en cuanto la trepada deja de
tener lugar y, lo mismo, por supuesto, para el descenso. Concretamente, deseamos saber qué está ocurriendo ahora, no
que estaba ocurriendo medio minuto antes.
Puede parecer sorprendente que un instrumento basado en principios aparentemente tan primitivos pueda cumplir su
cometido. La realidad muestra que si lo hace. Si usted necesita convencerse de ello póngase el termo bajo el brazo,
sostenga el instrumento en sus manos, conéctelo con un par de tubos de goma y suba y baje lentamente por una escalera.
Se sorprenderá al advertir su increíble sensibilidad. (Tal vez deberíamos recordar que este experimento se facilita si
previamente se saca el instrumento del planeador).
Los principales errores en los variómetros se deben a las variaciones de la velocidad del planeador. Realmente, este no es
un error en sí, sino que el variómetro nos está diciendo la verdad literal. Ello se debe a lo siguiente. En una térmica
turbulenta a menudo resulta difícil mantener constante la velocidad del planeador. El velero es sacudido por la turbulencia y
la nariz se eleva o baja ligeramente causando fluctuaciones en la velocidad. Estas fluctuaciones pueden apreciarse como
ligeras trepadas y picadas. El variómetro muestra las picadas como descenso o más probablemente como reducción del
ascenso y las trepadas como incremento del ascenso, pero esto puede conducir a un error, aunque es la verdad literal
desde que los ascensos pueden o no tener lugar cuando la térmica acelera su ascenso y el piloto busca de hallar la mejor
parte de la térmica.
Para solucionar esta dificultad muchos veleros han sido equipados con un venturi de energía total, al cual se conectan los
variómetros, en lugar de conectarlos al estático. Para comprender cómo funciona este dispositivo, primero tenemos que
echar una ojeada al venturi.
Figura 19 - Venturi
La figura 19 constituye un corte lateral de un venturi, así llamado en homenaje a su inventor. Se trata, simplemente, de un
tubo con un ligero estrechamiento o agolletamiento cerca de uno de sus extremos; por lo tanto, comprende dos formas
cónicas, una de ellas (la dirigida hacia adelante) mucho más corta que la otra. Este pequeño tubo se sitúa en la parte
superior del planeador de tal manera que el aire fluya directamente a través del mismo. Por lo tanto, el aire que pasa por la
garganta de este tubo sufre una fuerte reducción de la presión y si conectamos un tubo a dicha garganta, el venturi
absorberá aire a través del mismo. Cuanto más rápido se mueva el aire en el venturi, más fuerte será la succión.
A primera vista esto parecerá muy sorprendente. Sin embargo, cualquier fluido al que se lo hace mover rápidamente sin
agregarle energía, pierde en presión lo que gana en velocidad. Esto se conoce como el teorema de Bernoulli. Será obvio
que el aire se mueve mucho más rápido a través de la garganta del venturi que a través del extremo abierto ya que el área
es mucho menor. Las entradas del venturi están suavizadas como para que el ingreso y la salida del aire se vean tan libres
de turbulencia como sea posible.
Partiendo de la base de que un tubo venturi produce una succión, ¿qué significa esto para nosotros? En primer lugar, el
venturi de energía total para un variómetro debe estar cuidadosamente hecho a fin de que su succión a cualquier
velocidad sea exactamente el equivalente de la presión que se ejerce en el extremo abierto del tubo pitot. Ahora
conectemos el variómetro al venturi de energía total en lugar del estático del tubo pitot, dejando las conexiones al termo y
demás, exactamente como antes. Luego remolquemos el planeador a 75 kilómetros por hora. El venturi comienza de
inmediato a succionar aire del termo hasta que la presión de éste iguala a la presión en la garganta del venturi. Durante
este tiempo la bolita verde del variómetro indica ascenso aunque no haya tenido lugar ningún ascenso. En adelante,
mientras la velocidad se mantenga a 75 kilómetros por hora el variómetro se comportará exactamente como antes,
indicando ascenso o descenso. Pero si la velocidad se modifica, entonces el venturi comienza a interferir. Imaginemos que
mientras un velero se encuentra virando y ascendiendo a 1 metro por segundo en una térmica el piloto inadvertidamente
permite que la velocidad fluctúe entre 75 y 90 kilómetros por hora. Mientras el planeador gana velocidad el régimen de
ascenso disminuye desde que la velocidad extra es absorbida por la suave picada. Por lo tanto, la velocidad a que el aire
se desplaza fuera del termo normalmente disminuirá y la bolita verde indicará menos ascenso, tal vez medio metro por
segundo. Sin embargo, debido al incremento de la velocidad la succión del venturi se acrecienta y este aumento del flujo
del aire del termo y la bolita verde indican el mismo régimen de ascenso anterior (1 metro por segundo).
Mientras el planeador pierde velocidad al ascender, trepará más rápido que antes, digamos 1,5 metros por segundo, pero
como la disminución de la velocidad causa una disminución de la succión en el venturi, el flujo extra del aire del termo se
compensa y la bolita verde muestra el mismo régimen de ascenso, es decir, un metro por segundo.
Por lo tanto, el venturi de energía total elimina los efectos de las variaciones de velocidad sobre el variómetro o, como
algunos pilotos expresan, elimina las térmicas de palanca. Esto es muy útil, desde que el piloto sabe que si la bolita verde
indica aumento de ascenso en una parte de su viraje, este aumento de ascenso realmente se debe a que el planeador se
encuentra en la parte más activa de la térmica y no a un falso registro debido a un movimiento hacia atrás de la palanca.
Cuando existe posibilidad de formación de hielo el venturi puede bloquearse, por lo que para prevenir este problema y el
resultante de la entrada de agua en el instrumento, generalmente se coloca una pequeña llave de desagote entre el venturi
y el variómetro. Cuando esta llave se abre posibilita el drenaje del agua que hubiera entrado y además permite al
instrumento funcionar como un variómetro común nuevamente, utilizando la presión de la cabina. Como ya hemos dicho,
esto no es lo mismo que utilizar la presión estática, por lo que el piloto no debe sorprenderse si, volando con la llave de
drenaje abierta, el variómetro se comporta en forma un tanto rara cuando se abre o cierra la ventanilla de ventilación o
cuando el velero derrapa o desliza, desde que estos desplazamientos pueden provocar la salida o entrada de aire en la
cabina y la consiguiente modificación de la presión. Hoy se usa un simple tubito con ranuras u orificios apropiadamente
hechos que cumple la misma función.
Hay un tipo distinto de sistema de energía total. Es el de capacidad variable. En lugar de aplicar la succión a la parte
estática del variómetro se utiliza la presión estática común, pero entre el instrumento y el termo se incluye un depósito extra
de pequeña capacidad. Este depósito tiene una fina membrana en uno de sus lados y la presión proveniente del tubo pitot
se aplica al otro lado de la membrana. Por lo tanto, los cambios de velocidad hacen que la capacidad total varíe ya que la
presión del tubo pitot hace que la membrana sufra una deflexión. Esto produce exactamente el mismo efecto que si
aplicáramos el venturi a la parte estática del instrumento y tiene la ventaja de que no hace falta un tubo situado al aire y,
desde que el tubo pitot no se hiela, el variómetro no será afectado por el hielo.
En condiciones de suma turbulencia el sistema de energía total puede proporcionar indicaciones muy raras. Esto se debe al
hecho de que el venturi no puede distinguir entre un aumento de velocidad debido a una picada y otro debido al aumento
por la turbulencia. En ambos casos tiende a elevar la bolita verde. En tales condiciones puede ser mejor abrir la llave de
drenaje y volver a la operación normal, teniendo esto en cuenta mentalmente. Las ventajas superan de lejos estos
pequeños problemas y pocos pilotos que han utilizado un variómetro de energía total no desean disponer del mismo
nuevamente.
¿Por qué el curioso nombre de energía total? Lo que el instrumento está haciendo para nosotros es llevar una especie de
cuenta bancaria de nuestro stock de energía. Si convertimos parte de nuestra altura en velocidad extra, el variómetro dice:
energía total, sin variación, mientras que el variómetro común diría: pérdida de altura. Si nuevamente convertimos nuestra
velocidad extra en altura, el variómetro de energía total dirá: energía total, sin variación, mientras que el variómetro común
diría: ganancia de altura.
Todas estas situaciones son reales, pero en el caso del variómetro de energía total el instrumento tiene un ojo puesto en la
energía cinética o la energía debida a la velocidad, así como en la energía potencial, o energía debida a la altura y nos lo
acredita o debita de acuerdo al aumento o disminución de la velocidad. El variómetro común nos indica cómo está
cambiando nuestra energía potencial o debida a la altura. El variómetro de energía total nos indica cómo cambia nuestra
energía cinética y potencial: en una palabra, nuestra energía total.
LA BRÚJULA
El velocímetro, el altímetro y el variómetro pueden considerarse los instrumentos básicos de nuestros planeadores y puede
lograrse una enorme cantidad de horas de vuelo solamente con estos tres.
Para un vuelo de distancia importante necesitaremos disponer de una brújula pero desde que ésta es similar a cualquier
otro tipo de brújula magnética, no investigaremos mucho este aspecto. No obstante, su instalación debe ser efectuada por
una persona competente. Esto implica colocar el planeador en varias posiciones observando las indicaciones de la brújula y
corrigiendo sus errores tanto como sea posible. Ello se debe a que el metal de la estructura del planeador puede, en
algunos casos, afectar las indicaciones de la brújula. Cuando la brújula ha sido corregida todo
lo que sea posible, los errores deben anotarse y tenerse a la vista en una tarjeta, en el panel de instrumentos. Los métodos
de corrección difieren pero el más usual es el de ubicar pequeños imanes dentro de la caja de la brújula o por medio de
tornillos que desplazan los imanes ubicados en el recipiente que la contiene.
Capítulo VIII b
LOS INSTRUMENTOS PARA EL VUELO A CIEGAS
Si el velero va a ser volado dentro de nubes, los instrumentos que hemos mencionado hasta ahora no serán suficientes.
Cualquier piloto que vuele sin un objeto a la vista en base al cual pueda orientarse, después de uno o dos minutos perderá
completamente su sentido de la orientación. No será capaz de distinguir entre un viraje regular y el vuelo recto, y su brújula
no lo ayudará desde que sus indicaciones son muy irregulares cuando el planeador se encuentra virando.
Asimismo, será incapaz de distinguir entre vuelo nivelado, una trepada y una picada, aunque su velocímetro y el ruido y
conocimiento de su velero lo ayuden. Por desgracia, la velocidad del planeador se relaciona más con la situación que la
máquina tenía unos pocos segundos antes que con su situación actual. Consecuentemente, el piloto se siente inclinado a
corregir en exceso, con lo que provocará una serie de oscilaciones. Es de hacer notar que tampoco los pájaros pueden
volar sin visibilidad. En el caso de los murciélagos éstos emiten chillidos cuyos ecos recogen para orientarse, es decir, que
utilizan una especie de radar.
El vuelo a ciegas supone una técnica especial, un paso mas allá del pilotaje experimentado. Muchos pilotos no llegan a
dominarla nunca porque ofrece inconvenientes muy particulares. Los factores fisiológicos que dan el sentido del equilibrio al
ser humano suelen jugar malas pasadas cuando se está, volando a ciegas. Fundamentalmente, la vista proporciona al
hombre los elementos para mantenerse en equilibrio. Pero cuando esta falta, toman el comando otros factores, tales como
los canales semicirculares del oído. En su interior las células ciliares, como pistilos que se mecen en un medio líquido,
trasmiten al cerebro la posición o desplazamiento del cuerpo. Cuando avanzamos, las células ciliares se inclinan hacia
atrás por la inercia y las finas terminaciones nerviosas trasmiten ese dato al cerebro. Pero cuando el cuerpo se detiene se
produce un fenómeno inverso, puesto que al inclinarse las células ciliares hacia adelante dan la impresión de que el cuerpo
se desplaza hacia atrás, aunque está inmóvil. Como los canales son tres, ubicados en ángulo recto cada uno respecto a los
otros dos, esa misma sensación engañosa se repite respecto al movimiento lateral o a los desplazamientos verticales.
Cuando caminamos o nos mecemos la vista suple esa sensación equivocada y el cerebro elige la que concuerda con la
realidad. Pero cuando no vemos el mundo exterior el cerebro sólo dispone de las sensaciones que le envían los canales
semicirculares, con lo que fácilmente es llamado a engaño.
Piénsese entonces en lo que ocurre cuando volando a ciegas dentro de una nube, sin ver el horizonte que nos sirve de
testigo y ante cuyo desplazamiento relativo reaccionamos automáticamente para mantener el planeador nivelado, la
máquina inicia un viraje escarpado y se desarrolla sobre el cuerpo del piloto una fuerza centrífuga que siente que "lo
proyecta hacia afuera". Las células ciliares reaccionan al estímulo físico y en determinadas circunstancias el cerebro
interpreta que estamos haciendo un viraje en sentido contrario al real.
Para proporcionar al piloto la información que necesita cuando se trata de vuelo a ciegas, el planeador debe ser equipado
con instrumentos para este tipo de vuelo. Dichos instrumentos incluyen el indicador de giro y el horizonte artificial. Los
indicadores de nivel transversal y longitudinal no son, hablando con propiedad, instrumentos para vuelo a ciegas, pero
resultan una considerable ayuda en nube. Para el vuelo a ciegas es suficiente el indicador de giro como suplemento de los
demás instrumentos. Si se instala un horizonte artificial, las cosas serán mucho más fáciles.
NIVELES
Los niveles son los instrumentos más simples, por lo que los describiremos en primer lugar. El nivel transversal no es más
que nuestro viejo amigo, el nivel del albañil, es decir, un tubo de vidrio curvado cóncavo hacia abajo, lleno de solvente, con
una burbuja de aire. Este nivel se encuentra montado a lo ancho en el panel de instrumentos.
Si el velero se encuentra volando recto y las alas están niveladas, la burbuja estará centrada, con lo que indica que no hay
fuerzas no equilibradas actuando sobre las superficies del aparato. Si el planeador derrapa o desliza en un viraje o en vuelo
recto, la burbuja se desplazará de su posición central. Por lo tanto, el nivel transversal no indica el ángulo de inclinación;
simplemente muestra si la inclinación es correcta para un viraje determinado. La burbuja tiene la desventaja de que parece
escaparse durante todo el tiempo. Por esta razón algunas veces se dice que hay que perseguir la burbuja con la palanca,
en lugar de tratar de volver a su lugar la burbuja mediante la palanca.
En un diseño mejor, este instrumento presenta el tubo de vidrio curvado con la concavidad hacia arriba y lleno de solvente
como antes, pero en lugar de utilizar una burbuja para obtener las indicaciones se usa una bolita de metal. Esta bolita
puede desplazarse libremente a lo largo del tubo curvado y parece obedecer al movimiento de la palanca en lugar de tener
que ser perseguida. Esta forma de nivel generalmente se ubica dentro del indicador de giro, en cuyo caso el instrumento es
conocido como indicador de giro e inclinación o ladeo. Este es un nombre incorrecto desde que la bolita no indica el ángulo
de inclinación.
El nivel longitudinal es un instrumento que trabaja sobre principios muy similares. índica al piloto, mediante la altura de una
columna de liquido coloreado situada en un tubo de vidrio ubicado en el panel de instrumentos, si la maquina se encuentra
cabreada o picada. Detrás del tubo, por lo general, se inserta una escala como referencia.
Figura 20 - Nivel
La figura 20 muestra las partes principales de este instrumento y resulta
evidente que no es más que una forma particular de nivel. El estrechamiento
en la rama inferior tiene como objeto evitar que el líquido se desplace
violentamente en condiciones de extrema turbulencia. No cabe duda de que el
nivel longitudinal es un instrumento particularmente útil cuando se realiza un
vuelo a ciegas.
Incluso puede reemplazar al velocímetro en esa situación y muestra lo que está
ocurriendo con respecto a la posición del aparato, mientras que el velocímetro
indica el efecto de la posición del aparato algunos segundos antes. Además, no
se hiela justamente cuando más lo necesitamos. Actualmente este instrumento
no se usa.
EL INDICADOR DE GIRO
El indicador de giro es el instrumento realmente vital para el vuelo a ciegas. El
dial de este instrumento varía en apariencia según los distintos modelos, pero
todos presentan una aguja vertical que se mueve a partir de una línea de referencia hacia la izquierda o la derecha.
Cuando la aguja se halla centrada el planeador no está virando, es decir, está volando en línea recta. Cuando la aguja se
desplaza hacia la izquierda el planeador está virando hacia la izquierda y viceversa. Cuanto más se desplaza la aguja
mayor es el ángulo de viraje. Este efecto se obtiene mediante un pequeño giróscopo situado dentro del instrumento.
Figura 21 – Indicador de giro
La figura 21 muestra el cerebro del indicador de giro. El giróscopo, que rota
muy rápidamente, se encuentra montado de tal manera que sus ejes
longitudinal y transversal tienen la misma disposición que los del
planeador. El marco en el cual se halla montado pivota sobre el eje
longitudinal de tal manera que el giróscopo, junto con el marco, pueden
rolar, pero este movimiento de rolido es controlado mediante un resorte
que mantiene el marco nivelado.
Una de las extrañas propiedades del giróscopo es la de que cuando está
en marcha, si se lo hace girar alrededor de su eje el aparato, a su vez,
girará en ángulo recto respecto al movimiento de rotación que se le
imprime, hasta que su propio eje de rotación coincide con el eje de giro.
Esto se denomina movimiento de precesión y parece bastante complicado,
pero si no puede alcanzar a comprenderlo no importa.
Veamos nuevamente la figura 21. Si el instrumento completo es girado
sobre el eje vertical, como ocurre cuando el planeador vira, el giróscopo
tratará de efectuar un movimiento de rolido, junto con el marco, hasta que su eje coincida con la vertical real. No puede
lograrlo porque el resorte lo impide, pero tratará de girar sobre su eje longitudinal (rolar), y el esfuerzo variará de acuerdo a
la inclinación del viraje. Este movimiento de rotación longitudinal del marco es mostrado por el movimiento de la aguja a
través de una serie de palancas.
La sensibilidad o el movimiento de la aguja para un viraje determinado pueden alterarse ajustando la tensión del resorte.
Para reducir la sensibilidad se aumenta la tensión del resorte. El indicador de giro diseñado para aviones de motor, por lo
general debe tener una sensibilidad considerablemente reducida cuando es utilizado en planeadores, porque por lo común
los virajes son mucho más escarpados. Si no se procede de esta manera, la aguja se desplazará hasta el tope en cualquier
viraje suave.
¿Cómo se logra que el giróscopo se mantenga en movimiento? La forma más simple es instalar pequeñas aletas en la
parte exterior de la rueda del giróscopo, producir una succión de aire por medio de un venturi y disponer una pequeña
corriente de aire en la caja del instrumento para mover la rueda del giróscopo. Esto presenta serios problemas para el uso
volovelístico. En primer lugar, necesitamos un venturi desmesurado para lograr suficiente succión, debido a nuestra baja
velocidad y, en segundo lugar, el venturi tiene una lamentable tendencia a obstruirse con hielo justamente cuando más se
lo necesita. es decir, en nube. Este sistema funciona perfectamente en aviones a motor dado que la alta velocidad permite
disponer de un venturi de tamaño razonable, el cual puede colocarse cerca de un escape caliente para evitar el hielo.
La mejor forma de hacer funcionar el giróscopo de un planeador es por medio de la electricidad. La rueda del giróscopo se
convierte aquí en el núcleo de un pequeño motor eléctrico. Una pila proporciona la energía y desde que el motor eléctrico
no mueve nada, sino que se mueve a sí mismo, el consumo de corriente es muy pequeño, generalmente del orden de 0,1
ampere. Incluido en el motor se halla un contacto centrífugo que se abre cuando el núcleo alcanza su velocidad normal,
con lo que impide que exceda de cierta velocidad y ahorra corriente. El contacto vuelve a cerrarse tan pronto como la
velocidad de rotación disminuye y requiere nuevamente corriente.
El indicador de giro es un instrumento relativamente seguro, pero la sensibilidad varía por lo general de un instrumento a
otro. Por lo tanto, conviene familiarizarse con cada instrumento volando con visibilidad hasta tener alguna idea de lo que
significa cada indicación de la aguja en términos de grado de viraje.
EL HORIZONTE ARTIFICIAL
Si usted puede conseguirlo y su planeador puede soportar el peso extra sin exceder el máximo permisible, el instrumento
ideal es el horizonte artificial. Este instrumento no nos habilita necesariamente para volar a ciegas, pero es indudable que
hará las cosas mucho más fáciles. Hay una gran cantidad de pilotos que son felices volando a ciegas con un indicador de
giro y ladeo y los instrumentos básicos normales y que no encuentran problema en llevar a cabo las más prodigiosas
trepadas en nube. Pero hay también muchos pilotos que utilizan para el vuelo a ciegas como agregado un horizonte
artificial. La verdad parece ser que el horizonte artificial realiza un buen trabajo, pensando por nosotros. En cambio, el
indicador de giro y ladeo y los instrumentos básicos nos dirán todo lo que necesitamos saber para volar con éxito en nube,
pero su información debe ser interpretada previamente por el cerebro para formar un panorama exacto de lo que está
ocurriendo, y esto en un momento en que nuestros sentidos nos pueden estar diciendo las cosas más raras. El horizonte
artificial recoge la misma información básica, pero nos presenta el resultado en forma de un cuadro cuyo mensaje es obvio.
Si miramos el horizonte artificial instalado en un panel de instrumentos podremos ver un pequeño modelo de avión, en
blanco, visto por detrás, contra un fondo negro. Detrás de este modelo hay una línea blanca horizontal, la cual es el
horizonte artificial, del cual el instrumento toma su nombre. Cuando está en funcionamiento (recuérdese que este es un
instrumento giroscópico) esa línea blanca permanece paralela al horizonte y lo sigue en su movimiento de ascenso y
descenso. Es decir, si la nariz del velero se inclina bajo el horizonte, la pequeña línea blanca se elevará por sobre el
modelo y si la nariz del planeador se eleva por sobre el horizonte, la línea blanca descenderá por debajo del modelo.
Asimismo, cuando el planeador vira, la línea blanca adoptará una actitud de inclinación paralela al horizonte real. Por lo
tanto, el instrumento muestra al piloto una imagen real de la posición de su máquina respecto al horizonte. Cuando el piloto
no puede ver el horizonte, simplemente transfiere su atención al pequeño modelo de avión del instrumento y procede a
volarlo, con referencia a la línea blanca u horizonte artificial que se encuentra detrás del mismo.
Esto suena muy fácil pero no lo es tanto. El problema principal, por supuesto, es el de que nuestros sentidos nos pueden
indicar otra cosa y entonces nos inclinamos a dudar de la evidencia del instrumento. Sin embargo, con un poco de práctica
el vuelo a ciegas con un horizonte artificial puede llevarse a cabo con mucho menos esfuerzo mental que con un simple
indicador de giro y ladeo y los instrumentos básicos.
¿Cómo trabaja el horizonte artificial? Podría escribirse un libro entero sobre este asunto y tendríamos que comenzar con un
tratado sobre las propiedades del giróscopo. Resulta importante investigar los principios básicos de este instrumento, pero
no intentaremos ir más allá de esto.
Dentro de la caja del instrumento se encuentra una rueda giroscópica, pero este giróscopo es más bien distinto del que
hemos visto en el giro y ladeo. El del horizonte artificial es lo que se denomina un giróscopo libre, es decir, con movimiento
universal, de tal manera que puede girar en cualquier dirección, libre de todo resorte. Como se recordará, en el giro y ladeo
el giróscopo solamente podía rotar sobre su eje longitudinal y aun ese movimiento era controlado por un resorte. En el
horizonte artificial el giróscopo tiene libertad para girar sobre sus ejes longitudinal y transversal. El giróscopo rota con su eje
vertical. (Hablando con propiedad, esto no es completamente verdadero, como veremos luego).
Una de las propiedades del giróscopo es la de que, si se halla montado sobre su centro de gravedad y puede efectuar un
movimiento universal, cuando es rotado tiende a mantener inalterable su posición en el espacio, aunque sus puntos de
apoyo sean girados sobre los ejes longitudinal y transversal. Esto significa que aunque inclinemos nuestro planeador sobre
estos dos ejes, el giróscopo tenderá a mantener sus ejes apuntando verticalmente hacia arriba y hacia abajo. Si acoplamos
el movimiento del giróscopo a la línea blanca del cuadrante de un instrumento, tendremos un horizonte artificial.
Un instrumento tan simple como este puede tener, sin embargo, serias fallas. En primer lugar, es virtualmente imposible
equilibrar perfectamente el giróscopo en sus puntos de movimiento universal y aun si estuviera perfectamente equilibrado la
fricción en los puntos de apoyo y rotación le haría desviarse en un lapso determinado. En segundo lugar, para comenzar
habría que fijar el pivote en la vertical. Para solucionar estos problemas todo horizonte artificial tiene algún dispositivo que
incorpora pequeñas fuerzas para mantener el giróscopo vertical en caso de que éste tienda a desviarse. Aquí se presenta
el primer obstáculo. Este mecanismo de erección sólo puede detectar un desvío de la vertical del giróscopo por
comparación de su posición con la de alguna clase de plomada. Este sistema de plomada tratará, por supuesto, de
mantener el eje del giróscopo en la línea vertical del planeador cuando éste se halla virando correctamente, de la misma
manera que la bolita o la burbuja del nivel permanecen en el centro. Esto introduce un error cuando el velero vira, pero
desde que el sistema de la plomada ejerce una presión sobre el eje del giróscopo, que se mueve alrededor del círculo a
medida que el planeador vira, el error no es grande. En muchos instrumentos el eje se encuentra ligeramente inclinado y
por este medio el error puede ser eliminado por el movimiento de precesión del giróscopo. Dicho error se eliminará
completamente sólo en un determinado ángulo de viraje. En todos los otros ángulos habrá algún error y el horizonte -la
línea blanca- puede mostrar un ligero error. Haciendo funcionar el giróscopo a elevadas revoluciones se consigue que este
error sea muy pequeño, pero es difícil encontrar a qué ángulo de viraje ha sido corregido cualquier instrumento en
particular.
En cuanto a los sistemas para hacer mover el giróscopo tenemos la misma posibilidad de elegir que en el caso del giro y
ladeo: succión de un venturi o instalación eléctrica. El tipo venturi, que trabaja tan bien en los aviones a motor presenta los
mismos problemas que en el caso del giro y ladeo, cuando se instala en un planeador. El método más satisfactorio para dar
movimiento a un giróscopo es, nuevamente, la electricidad, pero las cosas no son tan simples en este caso. Desde que se
trata de un giróscopo libre, la única forma satisfactoria de moverlo eléctricamente es hacer de la rueda del giróscopo el
rotor de un pequeño motor de inducción de tres fases.
La corriente continua, que es la que podemos obtener de una pila, no sirve en este caso porque tiene que ser conducida
dentro y fuera del núcleo que gira y esto es virtualmente imposible sin interferir con el movimiento libre del giróscopo. Aquí
la instalación se convierte en un formidable problema. En primer lugar, necesitamos una fuente de poder, por lo general
una batería de 12 o 18 voltios; luego para obtener la corriente alternada hace falta un convertidor rotativo. Este convertidor
rotativo es una clase de motor generador que torna la corriente continua de la batería y entrega corriente alternada de tres
fases al horizonte artificial. Por lo tanto, necesitamos disponer en el planeador de tres cosas bastante pesadas: el
instrumento en sí, el convertidor rotativo y la batería, y para cuando haya podido conseguir todo esto, ubicarlo y conectarlo,
el peso puede ser demasiado. En realidad, en muchos casos la instalación, sumado a un piloto algo pesado, sobrepasarán
el peso máximo permitido para el planeador y, por supuesto, el certificado de aeronavegabilidad de la máquina deberá ser
corregido para limitar el peso máximo permitido para el piloto.
En la actualidad la introducción de sistemas transistorizados ha eliminado los problemas de gran volumen y peso y se
dispone de horizontes muy livianos y eficaces aunque, por desgracia, bastante onerosos.
Sin embargo, la realidad es que un buen horizonte artificial es un instrumento muy útil en un planeador si se intenta volar en
nube.
NOTA: Hemos estado tentados de cambiar y actualizar completamente este capítulo, pero para no salirnos del marco de
simplicidad de las explicaciones básicas de esta obra sólo se hicieron ligeros retoques. Para una completa y moderna
descripción de instrumentos referimos al lector a la excelente obra de H. Reichmaiin "Vuelo sin Motor: Técnicas
Avanzadas" (Edit. Paraninfo).
Capítulo IX
LOS PELIGROS OCULTOS
Si manejamos un triciclo de reparto no tenemos el menor interés en chocar contra un ómnibus que viene en sentido
contrario. El peligro y, en consecuencia, los resultados de esta acción son obvios. Pero la verdadera amenaza es el
ómnibus o el auto que no vemos. El aire, como hemos dicho antes, es invisible y, por lo tanto, el peligro que encierra tiene
que ser presentido antes que visto. Sin embargo, el buen piloto de planeador ve el aire y su comportamiento, ya que se ha
estado entrenando todo el tiempo sobre lo que está haciendo este elemento. Con el objeto de ayudar al alumno a adquirir
este instinto incluimos este capítulo sobre algunas de las trampas que pueden encontrarse.
GRADIENTE DEL VIENTO
Cuando sopla viento, la capa inferior de aire es frenada por la fricción con el suelo. El aire que se encuentra a 3 centímetros
sobre el suelo puede hallarse casi estacionario; a 1,50 metros puede que se perciba una ligera brisa; y a 150 metros tal vez
sea un fuerte viento. Este efecto del incremento de la velocidad del viento con la altura es muy pronunciado cerca del suelo
y se conoce como gradiente del viento. Siempre se encuentra presente en algún grado y es afectado por muchas cosas, de
las cuales la más importante probablemente es el tipo de suelo sobre el cual se desarrolla el viento. Las zonas boscosas
harán que el aire se desplace más lentamente que en el caso de superficies planas y libres. Asimismo, el efecto del
gradiente del viento es mayor con vientos fuertes que con brisas ligeras.
Tomemos un caso extremo para ver cómo esto afecta al planeador. Imaginemos un viento que sopla a 50 kilómetros por
hora a 90 metros de altura y a cero kilómetros a 85 metros. Si un planeador vuela de frente al viento a 60 kilómetros por
hora y a una altura de 100 metros, su velocidad real sobre el suelo será de 10 kilómetros por hora. Cuando el planeador
desciende a través del aire y llega a los 85 metros se encuentra con que el viento disminuye repentinamente hasta que
cesa por completo hasta quedar en calma completa, con lo que la velocidad de la máquina respecto al aire será de 10
kilómetros por hora. En consecuencia, el planeador entra en pérdida y lo hace en forma muy repentina y aguda. Este
ejemplo extremo resulta, por supuesto, imposible en la práctica, pero sí es muy posible que la velocidad del viento sufra
una modificación de 25 kilómetros o más entre los 100 y los 5 metros sobre el suelo. En este caso, mientras el planeador
se aproxima con viento de frente para aterrizar y desciende desde los 100 metros, habrá una insidiosa tendencia del viento
a disminuir que puede -si el piloto es suficientemente estúpido- llevar al planeador peligrosamente cerca de la pérdida a
medida que se aproxima al suelo.
Las medidas que deben tomarse son obvias. Haga la aproximación con suficiente velocidad y prevenga la disminución
repentina del viento poniendo la proa hacia abajo tanto como sea necesario. El gradiente del viento es a menudo muy
marcado cuando se aterriza en la cima de una colina.
Hay un punto que necesita ser mencionado. Si usted trata de hacer un viraje muy escarpado en un gradiente de viento muy
fuerte, las velocidades reales de las alas superior e inferior pueden ser muy distintas y esta diferencia es más marcada
cuanto mayor es la envergadura del velero. Cuando nos hallamos con viento de cola el ala situada a un nivel inferior
encontrará mayor velocidad del aire y el planeador necesitará cierta cantidad de alerón para obligarlo a hacer el viraje. A
medida que completa el viraje hasta hallarse frente al viento mientras desciende, la punta del ala superior es la que
enfrenta una mayor velocidad del viento y el planeador puede muy bien mostrar una violenta tendencia a girar en exceso
sobre su eje longitudinal o sea a escarpar. La moraleja es clara: no haga virajes escarpados cerca del suelo.
TURBULENCIA
Figura
22
-
Turbulencia
Por desgracia, los objetos comunes tales como casas, hangares, árboles y
colinas no tienen una forma perfectamente fuselada. Como resultado de ello
provocan remolinos mientras el viento sopla sobre y alrededor de ellos. Estos
remolinos pueden ser pequeños e insignificantes o pueden ser grandes y
poderosos.
Como ejemplo, veamos la figura 22. Esta representa una sección en corte de
una ladera para vuelo a vela, con el viento soplando sobre uno de los
costados, con un borde agudo en la cumbre. El viento puede comportarse de
distintas maneras, lo cual dependerá de muchas circunstancias, pero bien
puede hacerlo tal como se ilustra, es decir, bajo la forma de una corriente
pareja y constante en la parte frontal de la colina, un gran vórtice o rotor en la
cima y varios remolinos en la parte descendente del viento, del otro lado.
Un planeador en las posiciones A, B o C encontrará un ascenso relativamente bueno y constante, pero dejémoslo desplazarse hasta D, y veamos qué ocurre. En primer lugar, se encuentra en una corriente descendente fuerte, perdiendo altura
con rapidez. En segundo término, a medida que pica hacia el otro lado de la colina está volando en un área donde el viento
sopla desde atrás suyo y, por lo tanto, reduciendo su velocidad con respecto al aire. Si ha sido llevado bastante lejos,
puede considerarse muy afortunado si alcanza a llegar al borde de la cima nuevamente, sin verse obligado a descender. El
peligro de entrar en pérdida sobre la cima de la colina es muy considerable. Por lo tanto, piense qué va a hacer el aire y no
descienda del otro lado de una cima empinada.
La turbulencia causada por hangares, casas y árboles es muy difícil de apreciar y dado que los efectos se advertirán muy
bajo, durante la aproximación, la única recomendación que puede hacerse es la de mantenerse a buena distancia de los
mismos. Si usted tiene que aterrizar a sotavento de algún obstáculo grande, realice la aproximación con bastante velocidad
como para incrementar la efectividad de los controles y dominar el efecto de un intenso gradiente del viento que
seguramente provocará la parte protegida bajo viento.
En una oportunidad pudimos apreciar una hermosa demostración del efecto de la turbulencia. Un alumno de la Real Fuerza
Aérea estaba haciendo su aproximación para aterrizar en un Tiger Moth. El viento tenía casi la fuerza de un ventarrón y el
piloto eligió una aproximación baja, con su ala derecha sobre el borde de una pared. Hizo un perfecto aterriza invertido. El
aparato fue invertido en forma limpia por la atracción hacia arriba provocada por la pared sobre su ala derecha. Debido a la
aproximación ridículamente baja la máquina casi no resultó dañada.
HIELO Y ESCARCHA
Cualquier cosa que interfiera con el perfil del ala de un planeador reducirá la sustentación e incrementará la resistencia. El
hielo es aquí el principal delincuente, a pesar de que los efectos son parecidos si se permite que la alas -y en especial los
bordes de ataque- estén ásperos o salpicados de barro.
El hielo puede formarse sobre las alas de dos maneras. Primero, puede depositarse en forma de helada mientras el
planeador se halla en el suelo. Si esto ocurre conviene limpiar las alas antes de salir a volar. De lo contrario se logrará un
pobre remolque y la eficiencia del planeador empeorará en el aire. Existe un gran peligro en tratar de despegar con hielo
en las alas, particularmente si el planeador tiene perfil laminar. La pérdida de performance es sorprendente. Esta clase de
hielo es una amenaza real para los aviones a motor. Algunos aviones pesadamente cargados han fallado en despegar y,
en consecuencia, se han estrellado al final de la pista debido a una subestimación del efecto del hielo o la escarcha en las
alas.
La segunda forma en que puede formarse hielo en las alas es en el aire, en nube, en la capa de formación de hielo. Esta
capa, que puede hallarse a cualquier altura, generalmente se ubica alrededor de los 0 a 10 grados centígrados. Si un
planeador vuela por algunos minutos en esta capa, el hielo se formará rápidamente en los bordes de ataque de las alas, en
todo punto que sobresalga de la máquina, tal como el tubo pitot, etc. El efecto en las alas es, por supuesto, una reducción
de la sustentación y un incremento de la resistencia. Sin embargo, el hielo no se encuentra a menudo por debajo de los
1500 a 1800 metros, por lo que la pérdida de eficiencia del planeador no tendrá como resultado poner al piloto en ningún
peligro serio y, en cualquier caso, el hielo se habrá derretido para cuando el aparato llegue al suelo. Sin embargo, conviene
recordar que nuestra idea de la distancia que podemos alcanzar con una altura dada puede tener que ser reconsiderada si
el planeador soporta mucho hielo, especialmente si es del tipo laminar.
Por otra parte, debido al hielo el planeador es más pesado, por lo que la velocidad de pérdida será mayor. Ya hemos
discutido los efectos de esta clase de formación de hielo en el tubo pitot y venturi, pero es un hecho curioso que a menudo
no son bloqueados hasta que el hielo comienza a derretirse. Este tipo de formación de hielo, por lo tanto, no constituye un
riesgo grande para los planeadores pero, repitamos, muchos aviones a motor pesadamente cargados se han estrellado
debido a esta causa. Aquí, por supuesto, la pérdida de eficiencia es importante y dado que el régimen de descenso es
elevado, el avión puede no estar en condiciones de desprenderse del hielo antes de tocar tierra. Por esta razón muchos
aviones modernos disponen de los más avanzados sistemas de descongelación.
Capítulo X
UN ANALISIS DE ALGUNAS CONDICIONES
ANORMALES DE VUELO
LA PUESTA EN VUELO
Antes de que un planeador pueda volar debe ser puesto en el aire por un medio u otro. Dejando de lado el uso de cohetes,
que por el momento es muy caro y se encuentra en la etapa experimental, los cuatro métodos usuales son: catapulta o
sandows, remolque por auto, remolque por torno y remolque por avión. En todos estos sistemas tiene que aplicarse una
fuerza externa al planeador para colocarlo en el aire, por lo que las condiciones en ese momento son algo diferentes a las
del vuelo ordinario. Veamos primero el sistema de catapulta o sandows.
La puesta en vuelo por medio de sandows tiene lugar normalmente desde la cima de una colina, pero las prácticas pueden
hacerse en un lugar llano. El sandow es, simplemente, una cuerda larga elástica que tiene en su parte central o media una
argolla de acero. Un pedazo corto de soga, generalmente con nudos para proporcionar un buen agarre, se ubica en cada
punta de la cuerda elástica. El planeador es transportado a la cima de la colina, situándose en el borde, y la cuerda elástica
se dispone hacia afuera, frente al planeador, formando una V. La argolla situada en el centro de la cuerda se calza en un
gancho abierto ubicado en la parte inferior de la nariz del planeador. Cuatro personas se sitúan en cada extremo, toman la
soga anudada y esperan una señal del piloto. Mientras tanto otra persona sujeta el patín de cola para retener el planeador.
A una señal dada los dos equipos de cuatro personas corren hacia adelante estirando la cuerda de goma. Cuando el que
sujeta el patín de cola no puede aguantarlo más, lo suelta y el planeador se acelera hacia adelante y comienza a volar
hacia el valle, dejando caer la argolla y la cuerda de goma.
El planeador no debe ser cabreado por el piloto sino que debe volar horizontalmente hacia la ascendencia de la colina. Esto
es importante ya que al moverse hacia adelante en el comienzo del remolque, el viento es más o menos horizontal,
mientras que a unos pocos metros afuera, hacia el valle, en la ascendencia dinámica, sopla más o menos hacia arriba. En
consecuencia, a medida que vuela hacia esta área el planeador incrementa su ángulo de ataque sin ningún cambio de
actitud. Si el planeador es objeto de un despegue muy pobre y vuela muy cerca de la velocidad de pérdida, este incremento
en el ángulo de ataque puede ser suficiente para hacerlo entrar en pérdida. Por lo tanto, si hay alguna duda sobre la fuerza
del remolque, el piloto debe, para ganar seguridad, bajar la nariz y picar suavemente hacia afuera del punto de partida
hasta estar seguro de que tiene suficiente velocidad.
La fuerza del lanzamiento cuando se utilizan sandows se aplica en la proa, en la dirección del eje longitudinal y no implica
mucha carga extra para el planeador, excepto en el punto de enganche. Esta es la zona de la estructura que previene que
las alas se doblen hacia atrás. Sin embargo, muchos pilotos se sorprenden después de su primer lanzamiento por la muy
baja aceleración. Lejos de sentirse violentamente lanzado hacia el valle, la sensación es de suavidad y el lanzamiento ha
concluido casi antes de haber empezado.
Desde el punto de vista del planeador los remolques por auto y por torno son muy similares. En ambos casos el planeador
es remolcado por medio de un largo cable o soga. Al comienzo del remolque el cable permanece en el suelo, por lo que la
tracción es horizontal. Tan pronto como el planeador tiene suficiente velocidad para elevarse del suelo trepa en forma
progresiva sobre el punto en que el auto o el torno ejercen la tracción en el cable. Esto significa que la tracción del cable
cambia de dirección en el planeador a medida que se desarrolla el lanzamiento. En las etapas iniciales la tracción es en
dirección de popa a proa, y en el tope del remolque es casi hacia abajo o, lo que significa lo mismo, casi a ángulo recto con
la cuerda alar. Por esta razón el cable debe sujetarse al planeador en un gancho cerrado, que el piloto opera cuando desea
quedar en vuelo libre.
En realidad, muchos ganchos disparadores tienen un dispositivo de seguridad que hace caer el cable automáticamente si la
tracción excede cierto ángulo. Cuando el cable está arrastrando al planeador más o menos en dirección popa a proa, un
remolque fuerte sólo acelerará al planeador hacia adelante, incrementando por lo tanto su velocidad. Las cargas en la
estructura, en consecuencia, son relativamente pequeñas, excepto en el gancho disparador. Sin embargo, tan pronto como
el planeador comienza a trepar las cosas son muy distintas. La figura 23 ilustra este estado de cosas.
Figura 23 – Remolque por torno o auto
Lo primero que vemos es que la sustentación en el ala es mucho mayor que el peso, ya que tiene que compensar también
a la fuerza hacia abajo del cable, P. Normalmente, si la sustentación es mucho mayor que el peso el piloto se siente
presionado contra su asiento, porque el planeador se está acelerando en la dirección de la sustentación, pero en este caso
particular el piloto no lo siente ya que dos fuerzas -sustentación y tracción del cable- se encuentran actuando en
direcciones más o menos opuestas mientras el piloto se halla sentado en la conexión entre los dos, es decir, el planeador.
El piloto bien puede no darse cuenta de la gran sustentación que tienen las alas y, por lo tanto, es bueno recalcar que las
cargas en el ala son considerables en un remolque por auto o torno. Si las condiciones son turbulentas y la velocidad de
remolque es alta, las cargas pueden ser muy elevadas. Por esta razón todos los planeadores tienen una indicación en la
cabina que establece la velocidad máxima permitida en remolque por auto, tomo y avión. Para prevenir que esas cargas
lleguen a límites peligrosos, el cable debe poseer un fusible en la parte próxima al planeador. Este fusible, que consiste en
una sección de cable o soga más delgada, se rompe si la tracción supera cierto valor.
El segundo punto es que la tracción del cable sobre el planeador actúa bien en contra y por delante de la sustentación.
Esto da al planeador una tendencia a bajar la nariz, lo cual debe ser equilibrado haciendo bajar la cola. El piloto tiende a
compensar esta carga poniendo palanca atrás para subir el elevador. Esto, por supuesto, es una tontería porque no sólo da
lugar a un poco más de resistencia extra, sino que el ala tiene que producir mayor sustentación aun para equilibrar esta
carga en la cola. El remedio para este problema, que inmediatamente se pone de manifiesto por sí mismo, es desplazar el
gancho disparador, es decir, el punto en que tracciona el cable, más atrás, de tal manera que la sustentación y la tracción
del cable actúen más cerca, en línea recta.
Actualmente esto se hace en casi todos los planeadores y el gancho disparador se denomina gancho de centro de
gravedad. Su posición debe elegirse con sumo cuidado ya que, si se ubica muy atrás el planeador muestra una
pronunciada tendencia a elevar la nariz desde el comienzo del remolque. Esta es una mala condición porque si el cable
llega a romperse o el torno falla cuando el planeador se encuentra con la nariz muy arriba cerca del suelo, puede que no
haya suficiente altura para recobrar la máquina de la pérdida resultante. Es por esta razón que el instructor enseña a trepar
los primeros 50 metros en forma suave, en particular si el viento es débil. También debe hacer presente que, si se observa
esta regla, aunque el cable se rompa en cualquier momento no habrá ningún problema. Los remolques por tomo y auto
pueden dar a los planeadores alturas de 300 metros o más, lo cual depende de circunstancias tales como fuerza del viento,
largo del cable y de la pista, tipo de planeador, etc.
El remolque por avión se lleva a cabo con la ayuda de un avión a motor que posee un gancho disparador situado atrás, por
lo general en el patín de cola. Para el remolque se utilizan de 40 a 60 metros de soga liviana. El planeador debe tener
preferentemente un gancho disparador en la nariz, ya que esto reduce la tendencia a elevar la proa del velero, lo cual
ocurre si la tracción se ejerce sobre el gancho ubicado en la panza del aparato. Muchos aviones aptos para remolque
tienen una velocidad de pérdida bastante más alta que la de los planeadores, lo cual significa que este último, en remolque,
debe volar mucho más rápido de lo normal. Como resultado de ello el piloto deberá resistir la tendencia a trepar que
mostrará la máquina. Además, dado que el ángulo de ataque de las alas será muy pequeño debido a la alta velocidad, el
centro de presión en el ala se desplazará más atrás de lo habitual. Ello da como resultado una carga hacia abajo en la cola.
A todas estas cargas debe agregarse la tracción de la soga. Esta tracción deberá ser más o menos en dirección popa a
proa, pero cuando el diseñador determina la velocidad de remolque máxima permitida debe tener en cuenta todas las
distintas direcciones en que puede traccionar la soga si el planeador se encuentra descolocado durante el remolque.
Cuando está siendo remolcado, el piloto de planeador se esfuerza por volar recto detrás del avión, pero tanto arriba como
abajo hay corrientes de aire. Esta es la turbulencia provocada por la hélice. La posición de remolque debe ser justamente
por encima de la turbulencia y esto da al piloto remolcador la mejor posibilidad de ver qué está ocurriendo detrás suyo.
Cuando un avión remolcador y un planeador están virando tiene lugar un curioso fenómeno. Durante el viraje el piloto del
planeador debe tener la misma vista del remolcador que en el remolque en línea recta, es decir, el plano fijo de cola del
avión ubicado en el centro del fuselaje. Si vemos este panorama en el viraje significará que la tracción de la soga respecto
del avión está en línea con el eje del fuselaje, lo cual es correcto, pero el remolque no permanecerá siempre delante del
planeador como en el vuelo en línea recta. Se ubicará hacia el lado del viraje. Por lo tanto, la soga ejerce una fuerza lateral
sobre el planeador, en la dirección del viraje. Esto significará que el planeador no necesitará tanta inclinación como de
costumbre. El viraje parecerá mal hecho y la bolita mostrará un derrape, pero a pesar de ello el viraje estará hecho
correctamente. Esto puede comprobarse instalando un hilo en algún punto tal como el tubo pitot, frente al piloto. Este hilo
se mantendrá recto hacia atrás si el viraje está bien hecho.
ACROBACIA
Las maniobras acrobáticas permitidas a planeadores son, por lo general, looping, pérdida, media vuelta y tirabuzón. Sólo
en el caso de planeadores especialmente diseñados la lista puede incluir toneles y vuelo invertido. En la cabina se hallará
una pequeña placa que determina qué maniobras acrobáticas son permitidas.
En un capítulo anterior hemos dedicado un buen espacio al tirabuzón, por lo que no diremos más al respecto. El looping es
una maniobra fácil y simple, pero resulta interesante analizarla. Consiste en una circunferencia completa que efectúa el
planeador en el plano vertical. Esto requiere energía extra, por lo que la primera exigencia es obtener velocidad adicional.
La energía extra requerida varía según los distintos tipos de planeadores y debe obtenerse, por supuesto, picando la
máquina. Esta picada debe ser razonablemente suave porque si es muy pronunciada parte de la velocidad adquirida será
utilizada en la salida de la picada antes de comenzar el looping.
Figura 24 - Looping
La figura 24 muestra el camino recorrido por un planeador en un
looping. Habiendo picado y ganado la velocidad adicional requerida,
el piloto comienza el looping en el punto A. En la picada la velocidad
del aire será elevada -del orden de 140 a 180 kilómetros por hora-y
en consecuencia el ángulo de ataque deberá ser muy pequeño, tal
vez de 1 a 2 grados. En el punto A el piloto comienza a elevar la
nariz del planeador suavemente y en el punto B el ángulo de ataque
deberá incrementarse en unos 5 a 6 grados.
Esto es debido a que vamos a necesitar una fuerza de sustentación
equivalente a dos o tres veces el peso del planeador. La sustentación
no sólo está soportando el peso del planeador sino que aporta la
gran fuerza (centrípeta) necesaria para que el planeador siga el desplazamiento curvo. En el punto C el planeador está
desplazándose verticalmente hacia arriba y la sustentación actúa en forma horizontal, con lo que aporta sólo la fuerza
centrípeta. Nada se opone en este momento al peso de la máquina, excepto la inercia del planeador, por lo que éste
desacelerará con rapidez.
Entre A y C es donde el piloto puede completar o cerrar el looping.
Si no llama con bastante firmeza el planeador habrá perdido una gran parte de la velocidad cuando llega a C. El looping
será grande, lento en la parte superior y el planeador parecerá caer en el tope en lugar de completar el circulo volando. Si,
por otro lado, llama muy bruscamente en A, aumentará el ángulo de ataque más de lo necesario, la sustentación será muy
grande y lo mismo ocurrirá con la resistencia; el looping será muy cerrado.
Si aceptamos que el piloto llama correctamente, llegará al punto D invertido y con una velocidad cercana a la de pérdida.
Ahora la sustentación está actuando verticalmente hacia abajo y está ayudando al peso a aportar la fuerza centrípeta. Esto
puede parecer sorprendente al principio, pero en un looping correctamente ejecutado el piloto no tenderá a caer de su
asiento. Desde un punto de vista lógico la sustentación está presionando el asiento hacia abajo. En el punto D la velocidad
será mínima y la palanca probablemente se encontrará por completo atrás. Desde el punto D el planeador continúa el
círculo hasta el punto E, donde las condiciones son muy parecidas a las del punto C, excepto que aquí el peso hace que el
aparato se acelere muy rápidamente. Desde el punto E hasta el F la maniobra consiste simplemente en salir de una picada
y el objetivo del piloto es recuperar el nivel de vuelo sin causar una carga excesiva sobre el planeador y sin demasiado
aumento de velocidad o pérdida de altura. Si se hace correctamente, la velocidad y la carga al final del looping deben ser
similares a las condiciones existentes al comienzo de la maniobra.
Una media vuelta es, en sus etapas iniciales, muy similar a un looping.
Figura 25 – Media vuelta
La figura 25 ilustra en forma grosera el camino que sigue el planeador.
Se comienza con una ligera picada para ganar velocidad y luego se
llama progresivamente hasta que se encuentra en posición vertical.
Desde los puntos A -B hasta el punto C la maniobra básicamente es la
misma del looping, pero una vez que el planeador se encuentra
desplazándose en forma vertical hacia arriba, el piloto deja de mover la
palanca y simplemente usa el elevador para mantener el aparato vertical.
El peso y la resistencia se encuentran ahora actuando verticalmente
hacia abajo sin que nada se oponga, por lo que el planeador
desacelerará con rapidez.
En algún lugar entre los puntos C y D el piloto aplica todo el pedal en la
dirección en que desea virar. Si lo hace con limpieza y en el momento
exacto, el planeador girará sobre sí mismo en el punto E hasta yacer de
costado con la punta de un ala hacia arriba y la otra hacia abajo. El
planeador entonces cae en forma vertical de costado, la estabilidad
direccional se acrecienta y hace girar la nariz hacia abajo en forma vertical hasta que la máquina se encuentra otra vez
apuntando en la dirección en que se desplazaba. Desde aquí la maniobra es simple: una suave llamada para salir de la
picada y nivelar el vuelo. Aquí se aplica exactamente la misma consideración que en la parte final del looping.
La media vuelta es mal mirada actualmente porque existe un verdadero riesgo si no se lleva a cabo con corrección. El
peligro principal es que si el piloto tarda mucho en aplicar timón de dirección la velocidad del planeador puede disminuir
demasiado mientras trepa verticalmente, a tal punto que el timón no tendrá un efecto apreciable. Entonces, el planeador
queda apuntando en forma vertical hacia arriba y en lugar de girar sobre su eje vertical puede empezar a caer. Esta es una
caída de cola y debe ser evitada como la peste. El planeador está completamente fuera de control cuando este movimiento
comienza y si adquiere suficiente velocidad en su caída hacia atrás, las superficies de control bien pueden sufrir daños.
No podemos terminar con el tema de las maniobras acrobáticas sin decir unas pocas palabras sobre las picadas a alta
velocidad. Todos los planeadores tienen una velocidad máxima permitida, que figura en la cabina, y muchos alumnos se
ven confundidos por esto. A primera vista podría pensarse que si ponemos la nariz del planeador vertical hacia abajo, la
velocidad se incrementará hasta que la resistencia iguale al peso y luego todo estará de nuevo en equilibrio,
permaneciendo la velocidad constante. Esto es verdad, pero sólo la mitad de la verdad.
Con un planeador con buenos frenos es cierto si los frenos están afuera. En esta etapa la resistencia es tan grande que el
planeador no puede sobrepasar su velocidad máxima permitida, aún en una picada vertical. Con los frenos adentro, sin
embargo, ocurre algo distinto. Mucho antes de alcanzar una velocidad donde la resistencia -ahora pequeña- llegue a
igualar al peso habrán tenido lugar otras cosas.
Para comprender plenamente la situación echemos un vistazo a la figura 26. Esta ilustra la situación cuando un planeador
se encuentra en picada a alta velocidad. En primer lugar, desde que la velocidad es muy alta, el ángulo de ataque de las
alas será muy pequeño, probablemente de 0 a 2 grados. La sustentación será menor que el peso debido a que la
resistencia está ayudando a soportar el peso.
Figura 26 – Picada de alta velocidad
Como hemos visto anteriormente, si el ángulo de ataque es
pequeño el centro de presión o punto donde actúa la sustentación
estará ubicado muy atrás. En consecuencia, a pesar de que la
sustentación puede ser muy pequeña, hay un gran momento de
cabeceo que tiende a hacer girar el fuselaje en sentido contrario al
movimiento de las agujas del reloj, como se ve en la figura 26.
Para contraponerse a esto hay una gran carga hacia abajo en la
cola del planeador, lo cual causa enorme tensión sobre el fuselaje.
Como si esto no fuera suficiente ahora las alas están sujetas a una
gran flexión. Esto se debe al alabeo que se encuentra presente en
casi todos los planeadores. Esto trabaja de la siguiente manera.
Supongamos que hay un alabeo de 3 grados en el ala, desde la
raíz a la punta. Si el ángulo de ataque de la raíz es de -1 grado, el
ángulo de ataque de la punta será de -4 grados y esto
probablemente significa que las puntas de las alas no producen
ninguna sustentación, sino que están presionando hacia abajo.
Resulta ahora claro que prácticamente todas las partes de la
estructura de un planeador están sujetas a una gran tensión. La
resistencia que ofrece un planeador moderno es muy baja y, en
consecuencia, la velocidad en la cual la resistencia iguala al peso
es fantásticamente alta y antes de llegar a esa velocidad la
estructura de la máquina está en peligro de destrozarse. Sin
embargo el diseñador y el encargado de establecer las tensiones que habrá de soportar el planeador han tenido gran
cuidado de asegurar que el mismo sea, para todos los intentos y propósitos, indestructible en el aire siempre que se vuele
dentro de las limitaciones de velocidad y carga establecidas en el certificado de aeronavegabilidad.