Este documento proporciona una introducción a los fundamentos de la aerodinámica. Explica que la atmósfera es un fluido viscoso y compresible que afecta el vuelo de los aviones. Describe las cuatro fuerzas que afectan a un avión en vuelo recto y nivelado: empuje, peso, resistencia y sustentación. Luego se enfoca en explicar la sustentación y la resistencia, centrándose en el principio de Bernoulli para describir cómo la forma del ala de un avión genera sustentación al acelerar el

1.
FUNDAMENTOS
DE
AERODINÁMICA
Por
ESA_Jazz
Introducción.
La
atmósfera
se
compone
de
una
mezcla
de
gases
que
es
de
un
78%
de
N2,
21%
de
O2
y
1%
de
otros
gases.
Juntos
forman
un
fluido
que
es
viscoso
y
compresible
por
el
que
vuelan
nuestros
aviones.
En
este
capítulo
del
curso,
vamos
a
centrarnos
en
como
es
el
comportamiento
de
nuestro
reactor
en
en
ese
fluido
y
que
está
perfectamente
modelado
en
los
AFM’s
de
nuestros
simuladores.
El
fin,
por
tanto,
es
entender
un
poco
mejor
el
comportamiento
y
sus
limitaciones.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
1

2.
Las
fuerzas
que
afectan
a
un
avión.
En
un
vuelo
recto
y
nivelado
vamos
a
tener
4
fuerzas
que
nos
afectan
y
están
equilibradas
entre
ellas.
Éstas
son:
El
empuje
o
“thrust”
en
inglés.
El
peso
o
“weight”.
La
resistencia
o
“drag”.
Y
la
sustentación
o
“lift”.
En
este
capítulo
vamos
a
estudiar
las
dos
últimas.
Es
decir,
la
sustentación
y
la
resistencia.
Como
se
crean,
como
afectan
al
vuelo,
etc.
Podemos
decir
que
un
desequilibrio
en
cualquiera
de
las
cuatro
fuerzas
producirán
una
variación
de
la
velocidad
o
de
altitud.
El
Principio
de
Bernoulli.
Quizás
el
una
de
las
cosas
más
básicas
de
la
aerodinámica
es
el
principio
de
Daniel
Bernoulli.
Este
suizo
descubrió
que
la
velocidad
a
la
que
se
mueve
un
fluido
es
inversamente
proporcional
a
la
presión
que
ejerce.
Es
decir,
que
si
aceleramos
una
masa
de
aire,
su
presión
estática
se
reducirá.
Este
es
el
principio
por
el
cual
funcionan
los
“venturis”
como
el
que
hay
en
los
antiguos
carburadores
de
los
coches.
El
aire
que
proviene
del
exterior
se
hace
pasar
por
un
tubo
que
se
estrecha
a
mitad
de
camino
y
eso
hace
que
el
aire
se
acelere.
Además
disminuye
su
presión
lo
cual
facilitará
la
evaporación
de
la
gasolina
que
se
le
inyecta
al
carburador.
En
la
siguiente
figura
se
puede
apreciar
como
la
presión
P1
es
inferior
a
la
presión
P2
que
es
lo
inverso
a
lo
que
le
ocurre
con
la
velocidad.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
2

3.
Si
os
fijáis
la
velocidad
aumenta
porque
se
ha
estrechado
el
conducto.
Esto
hace
que
tenga
que
pasar
la
misma
cantidad
de
aire
por
un
area
mucho
menor.
Para
que
eso
sea
posible
el
aire
se
acelera
por
si
solo.
Este
mismo
efecto
sucede
cuando
el
aire
pasa
a
través
de
un
perfil
alar.
Un
perfil
alar
tiene
generalmente
una
forma
más
curva
por
la
parte
superior
del
perfil
que
por
la
inferior
percisamente
por
el
mismo
principio
de
Bernoulli.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
3

4.
De
hecho
en
un
perfil
alar
lo
que
ocurre
es
que
el
aire
se
tiene
que
dividir
en
dos.
La
parte
que
va
por
encima,
se
encuentra
una
superficie
curva
y
un
camino
mucho
más
largo
que
recorrer
que
la
parte
que
va
por
debajo.
Toda
esa
misma
masa
de
aire
tiene
que
pasar
la
distancia
que
hay
desde
el
borde
de
ataque
hasta
el
borde
de
salida.
Es
entonces
razonable
pensar
que
la
parte
superior
de
la
masa
de
aire
se
acelerará
para
encontrarse
a
tiempo
con
la
inferior.
El
resultado
es
que
la
parte
superior
de
la
masa
de
aire
tendrá
una
menor
presión
estática
que
la
inferior.
Y
el
resultado
será
una
fuerza
vertical
hacia
arriba
que
conocemos
por
sustentación.
Ésta
es
la
teoría
clásica
de
porqué
vuela
un
avión.
Pero
hay
que
complementarla
con
la
tercera
ley
de
Newton.
La
ley
de
acción
y
reacción
que
dice
que
por
cada
fuerza
que
se
aplica
a
un
cuerpo,
éste
la
devuelve
de
igual
intensidad
y
dirección
pero
de
sentido
contrario.
Algo
así
como
lo
que
ocurre
cuando
flotamos
en
el
agua
y
empujamos
a
alguien.
Nosotros
tambien
somos
empujados
por
nuestra
propia
acción.
En
los
aviones
las
alas
deflectan
aire
hacia
abajo.
Y
por
la
ley
de
acción
y
reacción,
el
aire
deflectado
hacia
abajo
impulsa
las
alas
hacia
arriba
produciendo
sustentación.
Claro
que
para
deflectar
aire
hacia
abajo
el
ala
ha
de
tener
un
cierto
ángulo
con
la
trayectoria
del
avión
y
es
lo
que
se
conoce
como
ángulo
de
ataque.
El
ángulo
de
ataque
es
aquel
que
hay
entre
el
viento
relativo
y
la
cuerda
media
del
perfil
alar.
Por
tanto,
a
mayor
ángulo
de
ataque,
mayor
sustentación.
Podemos
ir
aumentando
el
ángulo
de
ataque
del
avión
y
conseguiremos
mas
y
más
sustentación.
Por
ejemplo,
en
los
virajes
muy
cerrados
de
muchas
“g’s”
es
precisamente
lo
que
hacemos.
Pero
como
todo,
existe
un
límite.
A
partir
de
cierto
ángulo
de
ataque,
el
ala
deja
de
producir
sustentación
abruptamente.
Es
lo
que
se
conoce
como
“Pérdida”
o
“Stall”
en
inglés.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
4

5.
En
la
figura
podéis
apreciar
este
efecto.
La
sustentación
aumenta
con
el
ángulo
de
ataque
hasta
llegar
a
un
máximo
(alrededor
de
18º
en
este
perfil
alar)
y
a
partir
de
ahí
el
ala
entra
en
pérdida.
Si
os
fijáis
la
lineas
de
flujo
de
aire
se
han
separado
tanto
por
culpa
de
la
posición
del
ala
que
al
final
se
han
desprendido.
En
aerodinámica
se
dice
que
se
ha
desprendido
la
capa
límite1.
El
centro
de
presiones:
La
sustentación
se
produce
en
cada
punto
del
perfil
alar.
Pero
para
facilitar
los
cálculos
a
los
ingenieros
se
ha
creado
un
vector
imaginario
que
sería
el
equivalente
a
la
resultante
de
la
suma
vectorial
de
todos
los
infinitos
vectores
de
sustentación
del
perfíl
alar.
El
centro
de
presiones
o
“Cp”
no
es
fijo
ya
que
la
sustentación
que
genera
el
prefil
alar
cambia
dependiendo
del
ángulo
de
ataque.
1
La
capa
límite
la
describimos
más
adelante
en
este
documento.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
5

6.
Si
os
fijáis
en
la
figura
anterior,
según
vamos
aumentando
el
ángulo
de
ataque,
la
parte
trasera
del
perfil
genera
cada
vez
menos
parte
de
la
sustentación
y
la
delantera
más.
Por
tanto
el
Cp
se
moverá
hacia
delante
según
vamos
aumentando
nuestro
ángulo
de
ataque.
Puesto
que
el
centro
de
gravedad
permanece
constante,
cuando
cambiemos
de
velocidad
necesitaremos
compensar
el
avión
nuevamente
con
el
“trim”
para
mantener
un
vuelo
recto
y
nivelado.
Es
lo
que
se
conoce
como
compensar
para
una
velocidad.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
6

7.
Los
virajes:
Hemos
visto
qué
fuerzas
actúan
en
un
avión
cuando
un
avión
va
en
vuelo
recto
y
nivelado.
Pero
habría
que
añadir
las
que
actúan
en
un
viraje.
O
mejor
dicho.
¿Qué
hace
que
el
avión
vire
hacia
un
lado?
Como
podréis
ver
en
el
siguiente
gráfico,
durante
un
viraje,
el
equilibrio
de
fuerzas
de
sustentación/peso
se
rompe
al
descomponerse
en
varios
vectores.
La
sustentación,
que
siempre
es
perpendicular
a
las
alas
ya
que
son
las
que
la
producen,
estará
ahora
inclinada.
Ésta
se
puede
descomponer
en
una
componente
vertical
que
“sustenta”
al
avión
y
una
horizontal
hacia
el
lado
del
viraje,
que
es
la
que
hace
virar
al
avión.
Es,
lo
que
en
física
se
conoce
como
una
fuerza
centrípeta
que
produce
un
movimiento
circular
y
hará
el
el
avión
dibuje
una
trayectoria
circular.
Esto
además
en
los
aviones
convencionales
(NO
en
los
de
Fly
by
Wire
como
el
F16)2
provoca
unos
efectos
necesarios
de
conocer
a
la
hora
de
pilotar.
En
el
momento
que
el
avión
se
inclina
la
componente
vertical
de
la
sustentación
será
más
corta
que
la
que
teníamos
en
vuelo
recto
y
nivelado.
Lógico
porque
la
sustentación
es
la
suma
vectorial
de
la
componente
vertical
y
la
horizontal.
Al
ser
menor
la
componente
vertical
estará
en
desequilibrio
con
el
peso,
que
sigue
siendo
igual,
y
si
no
hacemos
nada
más
el
avión
iniciará
un
descenso.
Esto
es
más
significativo
cuando
pasamos
de
30º
de
alabeo.
Para
compensar
este
efecto
tenemos
que
tirar
del
“stick”
para
generar
más
sustentación
y
que
la
componente
vertical
iguale
al
peso.
Y
el
resultado
es
el
gráfico
de
arriba.
Una
sustentación
total
mayor
al
peso,
de
manera
que
su
componente
vertical
iguale
al
peso
para
mantener
altitud.
Pero
ahí
no
acaba
todo.
Existe
una
inercia
en
los
aviones
por
temas
de
estabilidad
que
aquí
no
vamos
a
profundizar,
que
se
llama
tendencia
de
sobrealabeo,
“Overbanking
tendency”.
Esta
inercia
va
a
provocar
que
cuando
alabeemos,
el
propio
input
de
los
mandos
de
vuelo
haga
que
el
avión
siga
alabeando.
Incluso
si
dejamos
el
stick
centrado.
Por
tanto
tendremos
que
usar
un
poco
de
stick
hacia
el
lado
contrario
para
mantener
el
el
mismo
ángulo
de
alabeo
en
todo
el
viraje.
Esto
es
muy
típico
2
En
los
aviones
con
Fly
By
Wire,
el
computador
de
a
bordo,
es
el
que
controla
los
mandos
de
vuelo
para
conseguir
un
“output”
que
le
hemos
pedido
con
el
stick.
El
ordenador
corrige
automáticamente
todos
estos
efectos
aerodinámicos.
Por
lo
que
el
piloto
solo
le
tiene
que
decir,
mediante
el
stick
que
posición
de
morro
quiere
y
el
ordenador
hace
el
resto.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
7

8.
incluso
los
aviones
estables
en
alabeo.
Recordad
que
los
aviones
de
mandos
de
vuelo
convencionales
son
estables
en
alabeo
o
como
mucho
de
estabilidad
neutra
por
lo
que
es
posible
que
os
encontréis
con
este
efecto.
En
resumidas,
cuando
queramos
virar
alabeamos
con
el
stick,
pero
tenemos
que
tirar
del
stick
para
compensar
la
pérdida
de
componente
vertical
de
sustentación
por
el
ángulo
de
alabeo
y
meter
stick
contrario
para
mantener
el
ángulo
de
viraje.
¿Toda
una
labor,
no?
Eso
es
lo
que
hace
tan
costosa
la
transición
de
un
avión
de
mandos
convencionales
a
un
fly
by
wire
y
viceversa.
Pero
es
que
aún
no
hemos
acabado
con
los
efectos
que
se
producen
en
un
viraje.
La
guiñada
adversa:
La
guiñada
adversa
es
producto
de
la
resistencia
inducida
que
después
estudiaremos
más
a
fondo.
Que
básicamente
es
el
tipo
de
resistencia
aerodinámica
que
se
produce
por
crear
sustentación.
Cuando
alabeamos
para
iniciar
un
viraje,
digamos
a
la
derecha,
el
alerón
del
plano
derecho
subirá
y
el
izquierdo
bajará
produciendo
una
sustentación
extra
en
este
plano.
El
resultado
será
la
inclinación
del
avión
hacia
la
derecha.
Pero
esa
sustentación
extra
vendrá
acompañada
por
una
resistencia
aerodinámica
extra
que
hará
guiñar
el
avión
hacia
el
lado
contrario,
la
izquierda
en
este
caso.
Para
corregirlo
solo
necesitamos
un
poco
de
pedal
para
que
el
timón
de
dirección
corrija
el
efecto
de
la
guiñada.
Pero
no
más
de
lo
necesario
para
mantener
un
viraje
perfectamente
coordinado.
La
manera
más
facil
es
utilizar
el
instrumento
del
coordinador
de
virajes
o
“la
bola”.
Para
mantener
los
virajes
coordinados
solo
hay
que
pisar
el
pedal
que
te
indica
la
bola.
Si
la
bola
se
va
a
la
derecha,
pisar
a
la
derecha
para
mantener
la
bola
entre
las
dos
marcas
(centrada).
Recordad:
“pisar
la
bola”.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
8

9.
La
guiñada
adversa
es
más
típica
en
aviones
con
mucho
“alargamiento”
alar.3
Es
decir,
alas
finas
y
alargadas
como
en
los
planeadores.
En
nuestro
caso,
se
nota
bastante
en
el
Su25,
por
lo
que
habrá
que
ayudarnos
un
poco
con
los
pies
cada
vez
que
queramos
meter
el
Su25
en
un
viraje.
Notaréis
la
diferencia.
Ahora
ya
conocemos
los
efectos
aerodinámicos
que
tiene
un
avión
de
mandos
convencionales.
Pero
recordad
que
en
los
aviones
con
fly
by
wire
(F16,
Su27,
F15..)
estos
cambios
los
corrige
la
máquina
ella
solita.
Por
lo
que
solo
os
tendréis
que
preocupar
en
darle
al
stick
para
alabear
y
ya
está.
Como
en
un
videojuego.
La
capa
límite.
La
capa
límite
es
la
zona
del
flujo
de
aire
que
se
muestra
en
el
dibujo
más
cercana
a
la
superficie
del
ala
y
donde
las
moléculas
de
aire
se
mueven
a
una
velocidad
inferior
que
el
resto
de
la
masa
de
aire.
Por
debajo
de
la
capa
límite
sigue
habiendo
aire.
Pero
éste
está
afectado
por
su
viscosidad.
Y
por
ser
un
fluido
viscoso
sus
moleculas
se
desplazan
mas
lentamente
según
nos
acercamos
a
la
superficie
del
ala.
Hasta
llegar
a
cero.
De
hecho
si
pudiésemos
medir
la
velocidad
de
las
moléculas
que
tocan
el
metal
de
un
ala
que
se
mueve
a
gran
velocidad
veríamos
que
su
velocidad
es
cero.
Esta
es
la
razón
por
la
que
las
gotas
de
agua
que
caen
en
el
parabrisas
de
nuestro
coche
cuando
nos
movemos
y
está
lloviendo
no
salen
expulsadas
rápidamente
hacia
el
techo
por
la
velocidad
del
aire.
3
Alargamiento
alar,
o
aspect
ratio
es
la
división
de
la
envergadura
del
ala
por
la
cuerda
media
de
su
perfil.
Los
aviones
de
mucho
alargamiento
planean
mucho
y
generan
más
sustentación
a
velocidades
bajas.
Los
aviones
con
poco
alargamiento
necesitan
volar
más
rápido
para
producir
la
misma
sustentacion
y
planean
muy
poco
pero
estructuralmente
tienen
un
ala
más
fuerte
y
soportan
más
G’s.
Los
cazas
supersónicos
suelen
tener
poco
alargamiento
5-­‐6.
Los
aviones
civiles
tienen
alargamientos
de
10-­‐12.
El
Su25T
o
el
A10
tiene
alargamientos
de
9-­‐10,
por
lo
que
experimentarán
bastante
la
guiñada
adversa.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
9

10.
Básicamente
allí
donde
están
las
gotas
el
aire
apenas
lleva
velocidad
por
muy
rápido
que
nos
movamos.
Simplemente
es
el
efecto
de
la
viscosidad
del
aire.
Que
no
es
más
que
la
resistencia
de
un
fluido
a
ser
desplazado.
Algo
así
como
si
intentásemos
mover
un
trozo
de
gelatina
de
un
plato
empujándolo.
La
parte
de
la
gelatina
que
está
tocando
el
plato
producirá
su
mayor
resistencia
a
moverse.
Mientras
que
la
punta
del
trozo
de
gelatina
se
desplazará
sin
problemas.
La
capa
límite
funciona
como
ese
trozo
de
gelatina.
Es
por
ello
que
dentro
de
la
capa
límite
no
se
cumple
el
principio
de
Bernoulli.
La
capa
límite
es
bastante
delgada
apenas
1
cm
de
espesor
para
el
ala
de
un
747.
En
aviones
más
pequeños
es
menor.
Las
partículas
de
aire
que
a
duras
penas
se
desplazan
por
la
capa
límite
lo
hacen
inicialmente
de
manera
laminar.
Paralélamente
unas
a
otras.
Pero
conforme
estas
se
van
desplazando
su
trayectoria
empieza
a
volverse
más
errática
convirtiéndose
en
turbulenta
y
aumentando
el
espesor
de
la
capa
límite.
Es
algo
así
como
el
humo
que
sale
de
un
cigarro.
Al
principio
es
laminar
y
después
se
vuelve
errática
o
turbulenta.
Cada
tipo
de
flujo
(laminar
o
turbulento)
tiene
sus
particularidades
y
ventajas.
Los
ingenieros
aeronáuticos
pueden
construir
perfiles
alares
más
o
menor
rugosos,
para
que
tengan
mayoritariamente
un
tipo
de
capa
límite
o
otra
para
aprovechar
las
ventajas
de
cada
una.
El
flujo
laminar
produce
menos
resistencia
por
la
fricción.
Pero
su
desventaja
es
que
la
capa
límite
se
desprende
más
facilmente.
Entra
en
pérdida
más
facilmente.
El
flujo
turbulento
produce
más
resistencia
por
fricción
pero
al
tener
sus
paríticulas
más
movilidad
y
energía,
a
la
capa
límite
le
cuesta
más
desprenderse
.
Y
por
desprenderse
menos
produce
menos
resistencia
de
forma.
Esto
último
es
lo
que
se
utiliza
en
las
pelotas
de
tenis
o
de
golf.
Ambas
tienen
muchas
rugosidades
(pelo
y
costuras
o
puntos)
Esto
hace
que
cuando
sean
lanzadas,
la
capa
límite
que
las
envuelve
sea
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
10

11.
mayoritariamente
turbulenta
y
se
desprenderá
mucho
más
tarde
creando
menor
resistencia
de
forma
(por
su
forma
redonda
no
aerodinámica).
Pero
volvamos
a
la
sustentación.
Básicamente
hemos
visto
que
se
crea
por
la
forma
del
perfil
pero
también
necesariamente
por
el
ángulo
de
ataque
del
ala.
Ahora
veremos
también
que
hay
mas
cosas
que
influyen.
La
densidad
del
aire.
Es
logico
pensar
que
a
mayor
densidad
de
aire
mayor
número
de
partículas
de
aire
para
un
mismo
volumen
y
por
tanto
crearán
más
sustentación.
Por
ese
motivo
un
avión
actua
peor
a
mayores
altitudes.
Y
a
mayor
altitud
necesitaremos
desplazarnos
a
mayor
velocidad
para
compensar
la
caída
de
densidad.
¡Pero
un
momento!
Nuestro
anemómetro
siempre
marca
la
misma
velocidad
en
un
ascenso…
Esto
es
porque
el
anemómetro
de
nuestro
avión
no
tiene
en
cuenta
la
densidad
del
aire.
Pero
experimentamos
sus
efectos.
De
hecho
para
una
misma
velocidad
indicada,
nuestra
velocidad
verdadera
(TAS)
es
mayor
a
mayor
altitud.
Esta
velocidad
verdadera
se
obtiene
de
tener
en
cuenta
la
densidad.
En
el
A10
se
puede
comprobar
en
una
de
las
páginas
de
la
CDU.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
11

12.
En
esta
tabla
se
pueden
ver
sus
efectos.
Por
culpa
de
la
variación
de
la
densidad
por
la
altitud,
si
queremos
mantener
360
nudos
indicados
(CAS
y
no
IAS
por
corrección
de
errores
de
instrumento)
a
40000
pies,
estaremos
llevando
unos
720
nudos
de
velocidad
verdadera
(TAS).
Además
cuadra
con
lo
de
la
sustentación.
Si
queremos
generar
la
misma
sustentación
a
40000
pies
donde
hay
una
densidad
de
aire
mucho
menor
necestaremos
tener
una
mayor
velocidad
verdadera.
Pero
para
nosotros,
los
pilotos
no
los
han
puesto
fácil.
Nuestro
instrumento
nos
marca
una
velocidad
que
si
mantenemos
constante,
se
aproxima
bastante
a
la
TAS
requerida
para
generar
sustentación.
Simplemente
han
eliminado
la
variable
de
la
densidad
en
su
medida
para
que
nosotros
no
nos
tengamos
que
preocupar
por
la
densidad
que
hay
ahí
fuera.
La
superficie
alar:
A
mayor
superficie,
más
cantidad
de
puntos
que
producen
sustentación.
Y
con
todo
esto
ya
tenemos
todos
los
elementos
de
la
función
de
la
sustentación:
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
12

13.
La
velocidad
del
aire
se
refiere
a
la
TAS.
EL
coeficiente
de
sustentación
CL
depénde
del
ángulo
de
ataque.
Es
una
forma
de
medir
la
sustentación
que
obtenemos
por
cada
posición
de
ángulo
de
ataque.
Una
gráfica
del
CL
-­‐
ángulo
de
ataque
nos
lo
muestra.
Esta
correspondería
a
un
perfil
parecido
al
del
A10.
Por
su
curvatura
positiva
(curvado
hacia
abajo)
aunque
llevemos
0
ángulo
de
ataque
(AoA)
estamos
produciendo
sustentación.
Y
ésta
aumenta
según
aumentamos
nuestro
ángulo
de
ataque.
Hasta
un
límite
donde
la
gráfica
deja
de
ser
recta
y
empieza
a
curvarse.
Ese
sería
nuestro
“peak
performance”
.
Y
el
punto
más
alto
de
la
gráfica
el
punto
de
CL
maximo
y
or
tanto,
a
partir
de
ahí,
de
entrada
en
pérdida.
A
partir
de
ese
AoA
si
lo
seguimos
aumentando
solo
conseguiremos
que
el
avión
caiga
como
una
piedra
porque
dejará
de
volar.
La
Pérdida
o
“Stall”
Con
esta
gráfica
anterior
se
quiere
dejar
claro
que
un
avión
entrará
en
pérdida
siempre
a
un
ángulo
de
ataque
constante
sin
importar
la
velocidad
que
lleve.
Ese
límite
de
entrada
en
pérdida
normalmente
está
indicado
en
nuestro
instrumento
de
AoA
que
tenemos
en
el
avión.
Sobrepasarlo
en
combate
significará
que
nuestro
avión
dejará
de
volar
y
perderemos
todo
el
control
que
teníamos
sobre
él.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
13

14.
La
famosa
velocidad
de
pérdida
dependerá,
sin
embargo,
del
peso
y
del
factor
de
carga
(cuantas
G’s
estemos
tirando).
Así
que
en
vuelo
recto
y
nivelado
(1
G)
podemos
tomar
la
velocidad
de
pérdida
de
nuestro
avíon
como
referencia
pero
recordad
que
ésta
es
variable
y
podemos
entrar
en
pérdida
a
cualquier
velocidad.
La
única
cosa
que
siempre
será
constante
es
nuestro
ángulo
de
ataque
crítico
a
partir
del
cual
entramos
en
pérdida.
Así
que
no
perdáis
de
vista
el
indicador
de
AoA.
El
Bataneo:
El
bataneo
es
una
fuerte
vibración
que
se
produce
antes
de
entrar
en
pérdida.
Es
debido
a
que
no
todas
las
zonas
del
ala
entran
en
pérdida
a
la
vez.
Esto
desplaza
al
centro
de
presiones
momentáneamente
hacia
delante
y
luego
hacia
atrás
produciendo
esa
vibración
característica
que
nos
avisa
de
la
inminente
pérdida.
El
comportamiento
del
avión
será
diferente
en
cada
modelo.
Las
características
durante
la
pérdida
dependerán
mucho
de
su
planta
alar.
Es
diferente
entrar
en
pérdida
en
un
avión
con
ala
en
flecha
que
sin
flecha.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
14

15.
Como
podéis
ver,
en
un
avión
con
ala
rectangular
entra
en
pérdida
primero
el
encastre
alar
y
después
las
puntas.
Por
lo
que
en
el
momento
del
bataneo
aun
tenemos
control
de
los
alerones.
En
los
aviones
de
flecha
regresiva
(hacia
atrás),
sin
embargo
se
entra
en
pérdida
primero
por
las
puntas
de
las
alas.
Lo
quenos
dejará
sin
control
de
alerones
durante
el
bataneo.
En
los
de
flecha
progresiva
o
negativa
(flecha
hacia
delante)
ocurrirá
lo
contrario
que
en
los
de
flecha
regresiva.
Entrarán
en
pérdida
por
el
encastre
alar
permitiendo
que
haya
control
en
los
alerones
durante
el
bataneo.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
15

16.
El
L39
tiene
una
ligera
flecha
negativa
para
aprovechar
este
efecto.
Caida
en
barrena:
Si
además
de
sobrepasar
el
ángulo
crítico
de
ataque
no
llevamos
el
avión
coordinado
se
producirá
una
caida
en
barrena.
Si
el
avión
está
descoordinado
un
plano
viajará
más
rápido
que
el
otro
generando
más
sustentación
que
el
otro.
En
el
caso
de
que
entren
en
pérdida
uno
entrará
en
pérdida
antes
que
el
otro
produciendo
una
caída
helicoidal
sobre
su
eje
de
centro
de
gravedad.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
16

17.
Además
de
su
espectacularidad,
lo
malo
de
una
barrena
es
la
cantidad
de
altura
que
se
pierde
en
tan
poco
tiempo.
No
os
engañéis,
no
es
una
caida
en
picado.
Es
más
parecido
a
la
caida
de
una
hoja
de
un
árbol.
Y
esto
es
porque
el
avión
está
en
pérdida
durante
toda
la
caida.
Como
veréis
durante
el
curso
de
reactores,
donde
las
practicaremos,
el
anemómetro
marca
una
velocidad
inferior
a
la
de
pérdida
en
todo
momento.
No
se
acelera.
A
veces
por
efectos
aerodinámicos
y
por
la
sombra
que
se
le
hace
a
los
pitots
en
el
L39
el
anemómetro
se
puede
ir
a
0
momentáneamente.
Es
muy
necesario
que
se
estudie,
se
aprenda
a
entrar
y
a
salir
de
la
barrena
porque
es
la
mejor
manera
de
evitarla.
Un
tirón
en
un
viraje
descoordinado
en
un
combate
aéreo
y
nos
metemos
en
una
de
éstas.
Cuanto
antes
la
identifiquemos
y
usemos
los
inputs
para
salir
de
ella,
más
posibilidades
tenemos
de
no
darnos
contra
el
suelo.
Otro
escenario
posible
es
durante
los
vuelos
a
baja
velocidad
de
los
alumnos
en
pleno
entrenamiento
y
cerca
del
suelo.
Como
en
las
tomas
y
despegues
o
durante
el
vuelo
lento.
Es
necesario
evitar
las
barrenas.
Una
caida
en
barrena
no
es
más
que
otra
situación
aerodinámica
como
la
pérdida
o
el
vuelo
recto
y
nivelado.
El
avión
está
en
pérdida
con
un
ala
en
una
pérdida
más
profunda
que
la
otra
produciendo
una
caida
helicoidal.
Generalmente
comprende
varias
fases
tal
y
com
sale
en
el
gráfico.
Estado
incipiente,
desarrollo
completo
y
recuperación.
Y
cuando
una
barrena
está
completamente
desarrollada
está
tiene
dos
ciclos.
Uno
más
donde
la
barrena
es
más
plana
y
el
giro
más
rápido
y
otro
donde
la
barrena
es
más
vertical
y
el
giro
más
lento.
Normalmente
el
avión
va
pasando
de
un
ciclo
a
otro
hasta
que
interrumpamos
la
barrena
o
salga
solo
de
ella
si
la
propia
aerodinámica
del
avión
así
está
hecha.
Por
ejemplo
el
A10
es
prácticamente
imposible
hacerlo
entrar
en
una
barrena
completamente
desarrollada.
Podéis
hacer
la
prueba.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
17

18.
Muchos
alumnos
tienden
a
confundir
la
fase
plana
de
la
barrena
con
una
barrena
plana.
Una
barrena
plana
es
múcho
más
plana.
El
morro
casi
alineado
con
el
horizonte
y
es
prácticamente
imposible
salir
de
ella
ya
que
los
mandos
de
vuelo
no
producen
ningún
control
sobre
el
aparato4.
Para
entrar
en
barrena
hay
que
entrar
primero
en
pérdida.
Si
no
se
produce
la
pérdida
no
se
podrá
producir
la
barrena.
Y
además
hay
que
estar
descoordinado.
Simplemente
con
pisar
uno
de
los
pedales
mientras
entramos
en
pérdida
y
la
barrena
está
servida.
Es
importante
durante
la
caida
tomar
un
punto
de
referencia
en
el
exterior
para
conocer
el
sentido
de
giro.
Podéis
comprobar
como
el
anemómetro
está
por
debajo
de
Vs.
Para
salir
de
la
barrena
hay
que
romper
el
giro
helicoidal
y
luego
recuperar
la
pérdida.
Si
lo
hacemos
al
revés
entraremos
en
otro
estado
aerodinámico:
La
espiral.
La
espiral
es
también
una
caida
helicoidal,
pero
en
este
caso
el
avión
ya
no
está
en
pérdida
y
por
ese
motivo
nuestra
velocidad
no
se
quedará
en
Vs
o
inferior.
Acelerará
hasta
pasarse
del
máximo
estructural
Vmo/Mmo.
Hay
aviones
como
la
Cessna
C152
que
tienen
tendencia
a
salir
solos
de
la
barrena
y
a
entrar
en
espiral,
por
eso
es
importante
monitorizar
el
anemómetro.
El
procedimiento
para
salir
de
la
barrena
es
común
a
todos
los
aviones:
-­‐ Cortar
gases.
-­‐ Alerones
neutrales.
-­‐ Identificar
el
sentido
de
giro.
-­‐ Pedal
contrario
al
giro.
-­‐ Cuando
el
giro
pare
stick
hacia
delante
para
romper
la
pérdida.
-­‐
Recuperar
muy
suavemente
a
vuelo
y
recto
nivelado
y
no
entrar
en
pérdida
secundaria.
4
En
el
F14
se
podía
entrar
fácilmente
en
ella
y
en
todos
los
casos
era
irrecuperable.
Además
la
caída
producía
una
baja
presión
sobre
la
parte
superior
de
la
aeronave
que,
cuando
los
pilotos
se
eyectaban,
hacía
que
la
cúpula
se
quedase
dando
vueltas
sobre
el
fuselaje
en
lugar
de
salir
disparada
hacia
atrás.
Esto
es
lo
que
mató
a
“Goose”
en
la
película
Top
Gun.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
18

19.
Dispositivos
Hipersustentadores:
Son
aquellas
superficies
móviles
del
ala
que
nos
permitirán
generar
un
mayor
CL.
Y
por
tanto
mayor
sustentación
a
bajas
velocidades,
reduciendo
la
velocidad
de
pérdida
y
modificando
el
ángulo
crítico
de
ataque.
Los
Slats
Los
Slats
son
una
superficie
retráctil
que
hay
en
el
borde
de
ataque
y
al
desplegarse
crean
un
“hueco”
entre
el
plano
y
el
slat.
Este
hueco
tiene
una
forma
especial,
Una
apertura
grande
en
la
entrada
de
aire
y
una
apertura
pequeña
en
la
salida
de
aire.
Esto
genera
otro
venturi.
A
altos
ángulos
de
ataque
el
aire
entra
por
al
apertura
grande
de
abajo
y
se
acelera
para
que
una
misma
masa
de
aire
que
entra
por
la
apertura
grande
y
salga
a
la
vez
por
la
salida
pequeña.
Esta
aceleración
de
la
masa
de
aire
imprime
una
energía
extra
al
flujo
de
aire
que
no
ha
pasado
por
el
slat,
dándo
más
energía
(movimiento
de
partículas
de
aire)
a
su
capa
límite
e
impidiendo
que
se
desprenda
a
altos
ángulos
de
ataque.
De
esta
manera
se
retrasa
la
pérdida
y
el
perfil
alar
puede
entrar
en
pérdida
a
un
ángulo
de
ataque
mucho
mayor.
El
resultado
en
la
gráfica
de
CL
–
angulo
de
ataque
es
este:
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
19

20.
Como
podéis
ver
se
alarga
la
curva
y
se
consigue
una
mayor
sustentación
porque
se
retrasa
la
pérdida
que
ahora
será
a
un
mayor
ángulo
de
ataque.
En
muchos
aviones
su
despliegue
es
automático
como
por
ejemplo
en
el
A10,
donde
sus
slats
en
el
encastre
del
ala,
se
desplegan
a
al
rebasar
23’8
AoA.
Los
Flaps:
Los
flaps
son
los
dispoditivos
que
se
despliegan
en
el
borde
de
salida.
Hay
de
varios
tipos:
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
20

21.
Los
flaps
aumentan
artificalmente
la
curvatura
del
perfil
alar.
De
esa
manera
conseguimos
una
sustentación
extra
y
una
resistencia
extra
que
nos
ayudará
a
frenar
el
avión
en
las
aproximaciones.
Dependiendo
del
tipo
de
flap,
lo
harán
de
una
manera
o
otra.
Los
flaps
simples:
Aumentan
la
curvatura
del
ala
aumentando
la
sustentación
pero
también
la
resistencia
de
la
misma.
Son
el
tipo
de
flap
más
común
entre
los
aviones
de
combate.
Los
split
flaps:
Estos
flaps
solo
se
despliean
hacia
abajo
y
no
incrementan
la
curvatura
del
perfil.
Solo
salen
unas
chapas
hacia
abajo,
en
el
intradós
que
aumentan
la
resistencia.
No
producen
sustentación
extra.
Solo
producen
resistencia.
Se
pueden
encontrar
en
aviones
como
el
P51.
Muy
común
en
los
cazas
de
la
2º
Guerra
Mundial.
Los
slotted
flaps:
Son
una
mejora
del
flap
simple.
Además
de
aumentar
la
curvatura
producen
más
sustentación
que
los
simples
porque
aprovechan
el
aire
que
se
cuela
por
el
hueco
(slot)
para
dar
más
energía
a
la
capa
límite
como
hacen
los
slats.
Los
fowler
flaps:
Son
los
flaps
más
eficientes
ya
que
son
los
que
se
despliegan
hacia
atrás
y
hacia
abajo.
Estos
aumentan
la
superficie
alar,
aumentan
la
curvatura
aumentándo
significativamente
la
sustentación
y
producen
poca
resistencia.
Son
el
tipo
de
flap
que
lleva
el
A10,
el
Su25T,
el
L39
y
la
mayoría
de
reactores
comerciales.
En
una
gráfica
CL-­‐AoA
la
curva
no
aumenta
el
ángulo
de
ataque
crítico
donde
se
entra
en
pérdida.
Pero
sí
el
origen
de
la
curva
gráfica
CL-­‐AoA,
de
manera
que
para
un
mísmo
ángulo
de
ataque
obtenemos
una
mayor
sustentación.
Lo
que
se
traduce
en
que
podemos
utilizar
una
menor
velocidad
para
un
mismo
ángulo
de
ataque
y
por
tanto
una
velocidad
de
pérdida
inferior.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
21

22.
La
combinación
de
slats
+
flaps
produce
un
aumento
significativo
de
la
sustentación
tal
y
como
se
vé
en
el
gráfico.
La
resistencia
La
resistencia
aerodinámica
es
la
fuerza
que
se
opone
al
desplazamiento
de
un
objeto
por
un
fluido.
Hay
dos
tipos
de
resistencia
aerodinámica.
La
parásita
y
la
inducida.
La
resistencia
parásita:
Es
la
que
se
crea
por
la
interacción
del
objeto
con
el
aire.
Aumenta
con
la
velocidad
y
es
la
suma
de
tres
resistencias.
La
resistencia
por
fricción.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
22

23.
La
clásica
resistencia
que
provoca
el
rozamiento
del
aire
con
las
supercifies
del
avión.
Hay
que
tener
en
cuenta
que
este
tipo
de
resistencia
depende
de
la
rugosidad
de
la
superficie.
En
las
alas
producirá
una
capa
límite
con
Números
de
Reynolds5
más
altos
y
por
tanto
el
aire
será
laminar
durante
más
distancia
en
su
recorrido
del
perfil
alar.
Lo
que
producirá
menor
resistencia
por
fricción.
Estos
perfiles
se
conocen
como
“perfiles
laminares”
y
son
muy
típicos
de
los
planeadores
y
algunos
aviones
ligeros
de
materiales
compuestos.
La
resistencia
de
forma.
Es
la
resistencia
por
la
forma
del
objeto
que
se
mueve
por
un
fluido.
Un
objeto
aerodinámico
como
el
que
hay
en
la
párte
de
abajo
de
la
ilustración
se
mueve
desplazando
muy
poco
las
lineas
de
corriente.
Lo
que
produce
una
baja
resistencia
de
forma.
Sin
embargo
el
objeto
de
la
parte
superior
produce
un
gran
desplazaiento
de
las
lineas
de
corriente.
Éstas
se
tienen
que
juntar
de
nuevo
abruptamente
y
por
culpa
de
este
salto
se
forman
unos
torbellinos
.
Todo
torbellino
se
caracteriza
porque
la
parte
interior
del
mismo
gira
mucho
más
deprisa
que
la
parte
exterior.
Siguiendo
el
mismo
principio
de
Bernoulli,
el
interior
del
torbellino,
al
tener
una
corriente
más
acelerada
tiene
una
presión
estática
mucho
menor.
Por
lo
que
todo
torbellino
es
una
fuente
de
bajas
presiones.
Más
tarde
veremos
como
algunos
aviones
sacan
provecho
de
ello.
En
el
caso
que
nos
ocupa,
los
torbellinos
que
se
forman
(baja
presión)
producen
un
efecto
de
succión.
Frenando
considerablemente
al
objeto
que
se
está
desplazando.
La
resistencia
de
forma
es
la
más
importante
en
los
aviones
y
la
que
más
se
puede
reducir
con
un
diseño
adecuado.
Los
aerofrenos
de
los
aviones
modifican
la
forma
de
la
célula
para
aumentar
la
resistencia
de
forma.
La
resistencia
por
interferencia
Debido
a
que
el
avión
es
la
suma
de
muchas
partes
aerodinámicas
con
sus
respectivas
resistencias
de
forma,
puede
ser
que
la
interacción
de
dos
partes
(por
ejemplo,
fuselaje
y
planos)
produzcan
una
5
Parámetro
que
utilizan
los
ingenieros
para
determinar
cómo
es
la
capa
límite
del
perfil
alar
en
cuestión.
Si
el
número
es
muy
bajo,
será
una
capa
límite
mayoritariamente
laminar.
Si
es
alto,
será
turbulenta.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
23

24.
serie
de
torbellinos
por
la
forma
de
su
unión
que
no
se
producen
cuando
éstas
están
por
separado.
Por
tanto
la
resistencia
del
todo
es
superior
a
la
suma
de
las
resistencias
de
cada
elemento
por
separado.
El
diseño
de
las
aeronaves
puede
reducir
considerablemente
este
tipo
de
resistencia.
Por
ejemplo,
en
el
caso
del
F9F
Pather,
se
empezaron
a
usar
empalmes
aerodinámicos
(“wing
fillets”)para
minimizar
la
resistencia
por
interferencia
entre
fuselaje
y
planos.
La
resistencia
inducida:
La
resistencia
inducida
es
la
resistencia
que
se
produce
por
la
creación
de
sustentación.
Disminuye
con
la
velocidad.
A
ángulos
de
ataque
más
altos,
generaremos
un
CL
más
alto
y
una
mayor
resistencia
inducida.
Veamos
como
se
crea.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
24

25.
Cuando
la
corriente
pasa
por
las
alas
la
parte
de
arriba
(la
que
fluye
por
el
extradós)
se
curva
hacia
el
encastre
del
plano.
Mientras
que
la
parte
de
abajo
(la
del
intradós)
se
desvía
hacia
las
puntas
de
los
planos.
Tal
y
como
se
ve
en
la
figura
anterior.
Esto
es
común
en
todos
los
aviones.
Y
el
resultado
es
este
par
de
corrientes
que
se
desplazan
en
direcciones
distintas.
Todo
esto
provoca
pequeños
torbellinos
detrás
del
ala.
Cuanto
más
hacia
la
punta
más
fuertes
son
llegando
a
su
máximo
a
la
punta
del
plano.
Donde
la
corriente
del
intradós
se
moverá
hacia
el
extradós
pasando
por
la
punta
del
plano
y
generando
un
gran
torbellino.
El
torbellino
de
la
punta
de
plano
o
vortex.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
25

26.
Como
todo
torbellino
genera
una
baja
presión
y
al
estar
detrás
del
ala,
una
succión
y
por
tanto
una
resistencia
al
avance.
Existen
maneras
de
minimizarla
con
una
serie
de
dispositivos.
Los
dos
mas
importantes
son:
Tip
Tanks
o
Tankes
de
punta
de
ala:
Al
tener
una
masa
en
la
punta
del
ala
minimizamos
la
cantidad
de
corriente
que
se
desplaza
del
intradós
al
extradós
por
la
punta
del
plano.
Esto
hace
el
avión
más
aerodinámico.
El
L39
utiliza
este
dispositivo.
Winglets:
Son
una
prolongación
del
ala
que
está
doblada
hacia
arriba.
Esto
produce
tres
efectos.
Primero,
al
alargar
el
ala
reducimos
el
vortex,
ya
que
teóricamente
a
mayor
alargamiento
menor
es
el
“vortex”.
Un
ala
de
envergadura
infinita
tendría
resistencia
inducida
cero.
Segundo,
que
al
convertirse
en
una
supericie
vertical
y
más
pequeña,
suavizamos
la
creación
de
sustentación
y
por
tanto
formación
del
torbellino.
Tercero,
y
la
más
interesante,
por
un
tema
de
vectores
de
sustentación,
el
vector
sustentación
que
produce
el
winglet
es
hacia
adentro
y
ligeramente
hacia
delante.
Esto
crea
una
fuerza
(pequeña)
que
nos
empuja
hacia
delante.
Aumentando
la
eficiencia
del
ala
y
reduciendo
el
consumo
del
avión.
Tal
y
como
se
ve
en
la
siguiente
ilustración.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
26

27.
En
la
siguiente
ilustración
se
puede
ver
la
diferencia
en
un
mismo
avión
B737-­‐800
que
puede
estar
equipado
con
winglets
o
no.
El
torbellino
en
la
punta
del
plano
es
significativamente
mayor
donde
no
hay
winglet.
El
vortex,
además
de
la
resistencia
tiene
unas
consideraciones
operativas
muy
importantes.
Ya
que
volar
accidentalmente
a
través
del
vortex
de
otro
avión
desestabiliza
produciendo
una
turbulencia
severa
que
puede
hacer
perder
totalmente
el
control
de
la
aeronave.
Esta
turbulencia
se
le
conoce
como
turbulencia
por
estela
o
“wake
turbulence”.
Un
vortex
es
mayor
cuanto
más:
-­‐ Pesado
sea
el
avión
que
la
produce
(no
es
lo
mismo
la
estela
de
una
cessna
que
la
de
un
747).
-­‐ Lento
vaya
el
avión
que
la
produce.
-­‐ Bajo
vuele
(por
haber
mayor
densidad
de
aire).
-­‐ Limpia
sea
su
configuración
(con
flaps
arriba
y
máximo
ángulo
de
ataque
mayor
vortex).
Es
un
torbellino
que
tras
nacer
en
la
punta
del
ala
del
avión
cae
entre
unos
500
y
1000
pies
(150-­‐
300m)
y
tiene
unos
dos
minutos
de
vida.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
27

28.
¿Cuándo
nos
interesará
esto?
En
los
repostajes
tendremos
que
aproximarnos
al
tanker
y
realizar
el
repostaje
con
precaución
para
no
toparnos
con
la
estela.
Por
suerte,
tanto
las
cestas
como
la
pértiga
están
por
debajo
del
vortex.
Pero
hay
que
tener
en
cuenta
que
lo
tendremos
ahí
arriba6
.
Durante
la
aproximación
hay
que
tener
en
cuenta
la
posición
de
las
estelas
turbulentas
y
recordar
que
entre
los
vortex
tendremos
una
corriente
descendente
que
irá
menguando
según
nos
aproximemos
al
“tanker”
y
por
la
parte
exterior
de
los
vortex
unas
ascendencias.
Encontrarnos
con
un
vortex
nos
alabearía
el
avión
hacia
un
lado
brúscamente.
Lo
mejor
es
mando
contrario
y
descender,
puesto
que
en
un
repostaje
estaremos
ya
a
una
buena
altitud
y
también
evitaremos
colisionar
con
el
tanker.
En
despegues
y
aterrizajes
también
es
buena
idea
retrasar
el
despegue
dos
minutos
para
evitar
entrar
accidentalmente
en
esta
estela
que
nos
podría
tirar
al
suelo.
La
resistencia
total
La
suma
de
la
resistencia
parásita
e
inducida
nos
dará
la
resistencia
total
de
una
aeronave.
Hemos
dicho
que
la
resistencia
parástia
aumenta
con
la
velocidad
y
la
inducida
disminuye
con
la
velocidad.
Si
superponemos
las
dos
gráficas
encontramos
esto:
6
Por
suerte
tanto
en
DCS-­‐W
tanto
como
en
FSX,
los
vortex
no
están
modelados.
Sin
embargo
bien
lo
podrían
estar
en
futuras
acutalizaciones.
Por
lo
que
no
está
demás
aprender
y
tomar
las
precauciones.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
28

29.
Hay
una
velocidad,
donde
confluyen
los
dos
tipos
de
resistencia,
que
la
resistencia
total
es
mínima.
Esta
es
la
velocidad
de
“máxima
fineza”
(o
L/Dmax)
y
a
esta
velocidad
conseguiremos
el
máximo
alcance
y
el
máximo
ángulo
de
ascenso.
Vuelo
a
velocidades
transónicas:
Cuando
se
alcanzan
velocidades
cercanas
a
Mach
1.0,
aproximadamente
por
encima
de
M0.7,
la
corriente
empieza
a
experimentar
una
serie
de
efectos.
Como
veíamos
antes,
en
todo
perfil
alar,
la
corriente
libre,
al
pasar
por
el
extradós
(parte
superior
del
perfil)
se
acelera.
Si
nosotros
vamos
a
una
velocidad
cercana
a
Mach
1.0
sin
llegar
a
ella,
esta
corriente
si
que
puede
acelerarse
a
Mach
1.0
o
superior.
Esto
no
es
problema
ya
que
la
aceleración
se
producede
una
forma
isentrópica.
El
problema
viene
cuando
se
desacelera
y
vuelve
a
la
velocidad
de
la
corriente
libre.
El
salto
de
supersónico
a
subsónico
se
hace
de
una
forma
brusca.
Se
produce
una
onda
de
choque
que
tiene
varios
efectos
en
el
vuelo.
La
onda
de
choque
aumenta
la
resistencia
al
avance.
A
esto
se
le
conoce
como
resistencia
de
onda.7
Provoca
un
desprendimiento
de
la
capa
límite
en
esa
zona.
Generalmente
aparece
en
el
encastre
del
ala
con
el
fuselaje.
No
hay
mayor
problema
si
no
vamos
a
viajar
a
mayor
velocidad.
Si
lo
hacemos
esa
onda
de
choque
se
hará
más
y
más
grande
de
manera
que
al
final
provocará
que
se
desprenda
toda
la
capa
límite
del
ala
y
entremos
finalmente
en
pérdida.
Pérdida
por
alta
velocidad.
Ahora
sabemos
que
también
podemos
entrar
en
pérdida
por
alta
velocidad,
debido
a
la
formación
de
esta
onda
de
choque.
7
Es
un
tercer
tipo
de
resistencia,
pero
que
no
profundizaremos
mucho
en
esto
por
estar
más
allá
de
los
objetivos
de
este
manual.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
29

30.
Pues
bien,
la
velocidad
a
la
que
empieza
a
aparecer
esta
onda
es
siempre
la
misma
para
el
mismo
modelo
de
avión.
Se
le
conoce
como
Mcrit
(Mach
crítico).
Existe
una
manera
de
retrasar
esta
velocidad
crítica.
Que
sea
lo
más
alta
posible.
Y
esto
se
hace
dándole
flecha
al
ala.
Al
darle
flecha,
el
vector
velocidad
se
descompone
en
dos.
Uno
paralelo
al
borde
de
ataque
y
otro
perpendicular
a
el
que
es
el
que
nos
interesa.
Éste
vector
es
mucho
menor
que
el
de
velocidad
de
la
corriente
libre.
Por
tanto
nos
ayuda
a
retrasar
la
aparición
de
la
onda
de
choque.
Las
alas
en
flecha,
comunes
en
la
mayoría
de
aviones
transónicos
y
supersónicos
tienen
una
serie
de
contraindicaciones.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
30

31.
-­‐
-­‐
-­‐
Para
empezar
la
curva
CL-­‐AoA
es
mucho
más
plana,
sobretodo
el
punto
de
máximo
CL
donde
entramos
en
perdida.
Dándonos
poco
aviso
de
que
estamos
entrando
en
pérdida.
Esto
normalmente
se
soluciona
con
dispositivos
alertadores
de
pérdida.
Recordad
que
la
pérdida
empieza
por
las
puntas
de
los
planos,
por
lo
que
perdemos
control
de
los
alerones
durante
el
bataneo.
Cambios
en
la
estabilidad,
aumentando
mucho
la
estabilidad
lateral
y
produciendo
el
llamado
“balanceo
del
holandés”.
Por
lo
que
la
flecha
solo
interesa
tenerla
en
caso
que
necesitemos
volar
a
altas
velocidades
y
nada
más.
Ya
que
sus
defectos
son
importantes.
Algunos
diseños
de
aviones
consiguen
modificar
la
flecha
alar
para
aprovechar
las
ventajas
de
cada
tipo
de
planta
alar.
Poca
flecha
a
bajas
velocidades
y
mucha
flecha
a
altas
velocidades.
Como
en
el
caso
del
Su27
Fitter.
Sin
embargo
el
sistema
es
complejo
y
añade
mucho
peso
al
avión.
El
ala
delta
Un
caso
partícular
del
ala
en
flecha
es
el
ala
delta.
El
ala
en
delta
ofrece
unas
excelentes
prestaciones
a
velocidades
transónicas
y
supersónicas
y
de
aceleración.
Es
por
eso
que
ha
sido
utilizado
por
los
franceses
en
sus
Mirage
o
por
los
rusos
en
el
Mig21.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
31

32.
Además
a
baja
velocidad
tienen
una
gran
ventaja
sobre
las
alas
en
flecha.
Les
cuesta
mucho
más
entrar
en
pérdida.
Por
su
configuración
un
avión
de
ala
delta
puede
tener
ángulos
de
ataque
más
altos
que
el
mismo
avión
en
flecha
sin
que
la
capa
límite
se
desprenda.
Y
esto
se
debe
a
que
por
su
forma
se
produce
el
siguiente
fenómeno.
A
bajas
velocidades
y
altos
ángulos
de
ataque
la
corriente
que
llega
al
borde
de
ataque,
lo
hace
con
mucho
ángulo.
Casi
de
canto.
Esto
produce
un
gran
torbellino
sobre
cada
plano
del
ala
delta.
Como
hemos
visto
antes,
un
torbellino
es
sinónimo
de
baja
presión.
Debido
a
esto
se
crea
una
baja
presión
sobre
las
alas
que
mejora
la
sustentación.
Además,
la
corriente
acelerada
de
ese
torbellino
da
energía
a
la
capa
límite
por
lo
que
no
se
desprenderá.
De
esta
forma
podemos
tener
aviones
de
ala
delta
que
vuelen
a
grandes
ángulos
de
ataque
y
no
entren
en
pérdida.
Gracias
a
esto
muchos
aviones
en
ala
delta
no
necesitan
flaps
para
aterrizar.
Por
ejemplo
los
Mirage
o
el
Concorde
(aunque
este
lleva
un
ala
ojival,
que
es
una
ala
delta
más
refinada).
Notese
como
el
avión
va
aterrizar
sin
flaps
con
una
actitud
de
morro
muy
alta
(alto
AoA)
y
los
torbelinos
son
visibles
por
la
estela
de
condensación
que
dejan
por
la
caida
de
presión
de
sus
nucleos
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
32

33.
En
su
contra
los
ala
delta
tienen
un
gran
problema.
Y
es
que
esos
torbellinos
a
alto
AoA
crean
el
mismo
efecto
de
succion
que
otros
torbellinos,
convirtiendo
al
ala
delta
en
un
gran
aerofreno
en
maniobras
de
muchos
G’s.
Por
lo
que
un
Mirage
en
un
combate
cerrado
a
altos
G’s
puede
perder
mucha
velocidad
(energía)
si
el
piloto
tira
demasiado
fuerte.
Además
cuanto
más
AoA,
mayor
es
la
resistencia
que
produce
y
puede
que
no
tengan
suficiente
exceso
de
empuje
y
para
contrarestar
y
el
avión
quede
fuera
de
control.
Por
eso
en
los
modernos
Mirage
2000
el
sistema
“fly
by
wire”
limita
al
piloto
en
ese
tipo
de
maniobras
para
que
no
se
pase
de
los
límites.
La
pérdida
a
gran
altitud.
Volando
a
altas
velocidades
y
grandes
altitudes
tendremos
que
pensar
en
un
problema
extra.
A
diferencia
de
lo
que
nos
habían
dicho.
La
IAS
de
pérdida
en
vuelo
recto
y
nivelado
no
es
la
misma.
Según
ascendemos,
la
IAS
de
pérdida
aumenta
por
un
aumento
en
la
compresibilidad
del
aire.
Por
otro
lado
hemos
visto
que
tenemos
una
velocidad
máxima
a
la
que
podemos
ir
porque
si
no
el
avión
entrará
en
pérdida
por
alta
velocidad.
El
resultado
es
que
podríamos
encontrarnos
en
esta
situación:
El
avión
de
color
rojo,
está
volando
muy
al
límite
entre
la
pérdida
por
baja
velocidad
y
la
pérdida
por
alta
velocidad.
Hay
un
punto
en
el
que
estas
se
encuentran
y
se
llama
el
“coffin
corner”.
La
esquina
del
ataud.
El
nombre
es
tan
siniestro
porque
volando
a
esa
altitud,
y
a
esa
velocidad,
si
frenamos
entraremos
en
pérdida
y
si
aceleramos
también
entraremos
en
pérdida.
Hay
que
tener
en
cuenta,
que
aunque
pilotemos
un
Su27
o
un
F16,
estos
aviones,
como
todos
los
demás
tienen
un
techo
aerodinámico.
Y
hacer
combates
a
estas
altitudes
puede
ser
bastantante
peligroso.
Es
mejor
permanecer
a
una
altitud
óptima
para
vuestra
máquina
que
os
de
un
márgen
con
el
coffin
corner
y
un
buen
rendimiento
aerodinámico
y
de
empuje.
Dispositivos
hipersustentadores
en
aeronaves
transónicas/supersónicas:
Hemos
visto
que,
debido
a
sus
alas
en
flecha
y
las
características
aerodinámicas
de
estas,
la
curva
CL-­‐
AoA
es
más
plana
y
por
tanto
a
altos
AoA
un
tirón
puede
no
darnos
el
resultado
que
esperábamos
y
hacer
que
el
avión
entre
en
pérdida.
Esto
es
importante
para
los
aviones
de
combate.
Por
lo
que
los
ingenieros,
estudiando
cada
caso,
han
añadido
unos
dispositivos
para
retrasar
la
pérdida
y
mejorar
las
características
a
altos
AoA.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
33

34.
Generadores
de
torbellinos.
No
son
más
que
unas
placas
puestas
en
el
extradós
de
las
alas
en
algunos
aviones
para
mejorar
las
características
de
pérdida.
Generan
torbellinos
por
esas
zonas,
dando
energía
extra
a
la
capa
límite.
Suele
ponerse
en
las
puntas
de
los
planos
en
los
aviones
en
flecha
para
demorar
la
pérdida
en
esas
zonas
críticas
por
estar
ahí
los
alerones
que
controlan
el
alabeo.
Fences:
Uno
de
los
sistemas
más
antiguos
para
aviones
en
flecha
fue
este
dispositivo.
En
los
aviones
en
flecha,
la
capa
límite
va
aumentando
su
grosor
progresivamente
desde
el
encastre
hasta
las
puntas.
Por
eso
a
altos
AoA
se
desprende
con
facilidad
de
las
puntas.
Porque
es
ya
muy
gruesa.
Los
ingenieros
descubrieron
que
si
se
le
ponía
una
“barreras”
artificiales
a
lo
largo
del
plano
en
forma
de
vallas
(fences)
la
capa
límite
se
comportaba
como
si
esa
valla
fuera
otro
encastre
del
plano.
De
manera
que
volvía
a
tener
un
espesor
como
en
el
encastre.
Esto
mejoraba
las
características
en
la
pérdida
y
la
retrasaba.
Fue
un
dispositivo
utilizado
en
el
Mig15
como
podéis
ver
en
esta
ilustración.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
34

35.
Dientes
de
perro:
Otro
dispositivo
usado
comunmente
en
los
aviones
en
flecha
son
los
dientes
de
perro.
Estas
puntas
que
sobresalen
del
borde
de
ataque
del
ala
de
este
Mig
23
no
están
por
razones
estéticas.
A
altos
AoA,
simulan
la
punta
de
un
ala
delta
y
producen
un
torbellino
similar
a
los
anteriores.
De
esta
manera
si
se
hacen
maniobra
a
altos
ángulos
de
ataque
tendremos
un
márgen
extra
sobre
la
pérdida
que
no
tendríamos
si
no
estuviera
este
sistema.
Este
dispositivo
también
se
usa
en
el
F18E,
Kfir,
Mirage
F1
y
otros…
Strakes
LERX:
Sin
duda
el
sistema
más
efectivo
en
los
aviones
de
combate
para
hacer
virajes
muy
cerrados.
Este
sistema
es
el
que
va
instalado
en
los
F18,
F16,
Mig29,
Su27,
etc.
Todos
ellos
se
caracterizan
por
hacer
virajes
muy
cerrado
con
áltos
AoA
que
otros
aviones
no
pueden.
El
secreto
está
en
un
dispositivo
que
una
extensión
del
borde
de
ataque
del
plano
en
la
zona
del
encastre.
Extensió
alargada
y
que
está
pegada
al
fuselaje.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
35

36.
LEXS
viene
de
leading
edge
extensions,
extensiones
del
bode
de
ataque.
Con
este
sistema
se
ha
querido
adoptar
las
ventajas
del
ala
delta
sin
sus
desventajas.
A
áltos
ángilos
de
ataque
se
producen
los
mismos
torbellinos
que
si
el
avión
tuviese
un
ala
delta.
De
esta
manera
tenemos
un
aumento
extra
de
sustentación
a
altos
AoA
y
nos
permite
hacer
virajes
más
cerrados.
Aquí
los
torbellinos
suelen
hacerse
visibles
por
la
condensación
que
estos
producen.
Vuelo
supersónico
Es
el
vuelo
que
haremos
por
encima
de
la
velocidad
local
del
sonido.
Puesto
que
esta
varía
no
tenemos
un
número
fijo
para
definirla.
Depende
de
la
temperatura
relativa.
Y
puesto
que,
conforme
ascendemos
la
temperatura
baja
unos
2
grados
de
media
por
cada
1000
pies
(6’5
cada
1000m)
,
la
velocidad
del
sonido
disminuye
con
la
altitud.
En
atmósfera
estandar
a
nivel
del
mar
hay
15ºC
y
la
velocidad
local
del
sonido
en
esas
condiciones
es
de
661
Kts
o
1223
Kph.
Saber
a
qué
velocidad
daremos
el
salto
de
subsónico
a
supersónico
sería
muy
complicado
si
no
fuera
porque
se
inventó
el
concepto
de
“Mach”.
Mach
es
la
relación
entre
nuestra
TAS
y
la
velocidad
local
del
sonido.
De
manera
que
si
nuestra
TAS
es
igual
a
la
velocidad
local
del
sonido,
diremos
que
vamos
a
Mach
1.0.
Si
la
TAS
es
2
veces
superior
a
la
velocidad
local
del
sonido
iremos
a
Mach
2.0.
Y
así
sucesivamente.
Esto
nos
simplifica
mucho
el
trabajo.
Pero
recordad
que
no
nos
da
una
velocidad
precisa.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
36

37.
¿Qué
pasa
a
Mach
1.0
y
porqué
es
tan
importante?.
A
esa
velocidad
llegamos
a
la
velocidad
a
la
que
se
propagan
las
ondas
por
la
atmósfera.
Todo
objeto
que
se
mueve
por
la
atmósfera
produce
una
perturbación
en
el
aire.
La
perturbación
se
transimite
en
forma
de
ondas8.
Y
esas
ondas
se
mueven
siempre
a
velocidad
constante,
que
es
la
velocidad
del
sonido.
De
la
misma
manera
que
cuando
tiramos
una
piedra
al
agua
y
perturbamos
ese
fluido,
se
producen
unas
ondas
que
se
mueven
a
una
velocidad
constante.
Si
ese
objeto
además
se
desplaza
a
cierta
velocidad,
las
ondas
de
delante
suyo
se
comprimen
y
las
de
detrás
se
separan.
Por
eso
un
coche
no
hace
el
mismo
ruido
cuando
viene
que
cuando
se
va.
Es
lo
que
se
llama
el
efecto
doppler
(figura
1).
Pero
si
nos
desplazamos
a
la
velocidad
que
esas
ondas
se
propagan,
las
ondas
se
acumularán
en
el
morro
del
avión
(figura
2)
sumándose
todas
en
una
gran
onda
llamada
onda
de
choque
(figura-­‐4).
Cuando
nos
desplazamos
más
rápido
que
la
velocidad
a
la
que
se
propagan
las
ondas,
se
formará
una
onda
de
choque
de
forma
oblicua.
Todo
esto
es
muy
teórico
y
sería
como
en
la
figura
de
arriba
si
el
cuerpo
que
viaja
a
velocidad
supersónica
fuera
muy
pequeño.
Una
estructura
como
de
un
avión
perturba
el
aire
desde
varios
puntos
de
la
célula
produciendo
varias
ondas
más.
El
resultado
es
que
las
ondas
se
suman
en
dos
lineas,
dos
ondas
de
choque.
La
que
está
justo
por
delante
de
la
célula
y
la
que
está
por
detrás.
Por
ello
todos
los
aviones
supersónicos
tienen
dos
ondas
de
choque
y
provocan
un
doble
estampido
sónico
cuando
pasan.
Esta
imagen
es
la
de
una
bala
que
viaja
a
velocidad
supersónica.
Se
puede
ver
como
perturba
el
aire
y
forma
dos
ondas
de
choque,
claramente
diferenciadas
en
la
parte
delantera
y
trasera
de
la
bala.
Las
otras
ondas
mas
suaves,
que
se
ven
entre
las
dos
ondas
de
choque,
son
ondas
de
expansión
que
veremos
más
adelante.
8
Una
forma
de
perturbación
es
la
que
producen
ondas
en
el
rango
auditivo
humano
20
Khz
a
20000
Khz,
a
la
que
llamamos
sonido.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
37

38.
Acontinuación
una
imagen
de
un
X-­‐15
en
un
tunel
de
viento.
Ondas
de
choque
en
la
parte
anterior
y
posterior
del
avión.
Y
al
tener
una
forma
más
compleja,
ondas
oblicuas
y
de
expansión
entre
ellas.
Veamos
que
es
esto
de
las
ondas
de
expansión
y
oblicuas.
Contra
más
vertical
sea
la
onda
de
choque,
más
nos
perjudica.
Esto
es
porque
la
onda
de
choque
en
sí
representa
un
salto
de
velocidad
supersónica
a
subsónica
muy
brusco.
Hay
un
salto
en
la
densidad,
la
presión
muy
brusco.
Y
contra
más
vertical
sea
la
onda
más
brusco
es9.
Aerodinámicamente
queremos
evitar
las
ondas
de
choque
normales
(verticales)
a
toda
costa.
Básicamente
porque
ese
salto
tan
brusco
de
densidad
y
presión
provoca
el
desprendimiento
de
las
capas
de
aire
sobre
las
alas
y
los
motores
(entradas
en
pérdida,
etc.)
y
aumentan
enormemente
la
resistencia
al
avance
(resistencia
de
onda).
Entonces,
los
ingenieros
se
dieron
cuenta
que
si
le
damos
formas
más
suaves
al
avión,
más
aerodinámicas,
las
ondas
de
choque
resultante
son
más
oblicuas
y
el
salto
de
supersónico
a
subsónico
es
mas
suave.
Y
es
la
que
buscan
en
sus
diseños.
9
De
hecho,
las
ondas
de
choque
que
se
forman
en
el
extradós
de
las
alas
de
aviones
subsónicos
a
velocidades
transónicas,
cuando
viajamos
por
encima
de
“Mcrit”
son
tan
verticales
que
provocan
que
se
pueda
desprender
la
capa
límite
y
que
el
avión
entre
en
pérdida
por
alta
velocidad.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
38

39.
Si
ponemos
un
objeto
aerodinámico
en
un
tunel
de
viento
a
velocidad
supersónica
obtendremos
unas
lineas
similares
a
esta:
El
aire
se
mueve
a
Mach
superior
a
1
y
se
encuentra
con
un
objeto
puntiagudo
de
ángulo
“θ”.
Por
la
perturbación
del
objeto
ese
aire
forma
una
onda
de
choque
y
es
oblícua.
El
aire
que
fluye
delante
de
la
onda
va
a
ir
más
rápido
que
el
que
fluye
detrás.
En
este
caso
no
se
pasa
de
supersónico
a
subsónico
directamente
y
por
tanto
no
hay
un
salto
tan
brusco
de
densidad
y
presión
como
pasaría
en
el
caso
de
una
onda
normal.
La
presión
detrás
de
la
onda
aumenta,
la
densidad
aumenta
pero
el
número
de
Mach
disminuye
y
la
TAS
también.
El
aire
se
comprime
detrás
de
la
onda.
Si
ese
mismo
aire
se
encuentra
que
ahora
el
objeto
forma
un
ángulo
inverso,
se
formará
otro
tipo
de
onda.
Una
onda
de
expansión.
En
ésta
el
efecto
es
el
contrario.
El
aire
se
acelera,
el
número
de
Mach
aumenta
y
la
TAS,
pero
la
presión
disminuye
y
la
densidad
también.
El
aire
se
expande.
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
39

40.
Todo
esto
hace
que
cualquier
objeto
que
vuele
a
velocidad
supersónica
tenga
ondas
de
choque
y
de
expansión,
como
por
ejemplo
este
misil.
Los
efectos
ya
los
conocemos.
Y
aerodinámicamente
habrá
que
tenerlo
en
cuenta.
Por
esta
física
del
vuelo,
las
alas
de
los
aviones
supersónicos
tienen
unas
características.
Tienen
muy
poco
alargamiento
(poca
envergadura),
generalente
tienen
flecha,
su
perfil
alar
es
simétrico
y
tiene
una
de
las
siguientes
formas:
Bi-­‐convexos
o
romboidal.
Por
ejemplo
en
el
romboidal
podríamos
visualizar
que
las
ondas
de
choque
oblicuas
se
formarían
en
las
puntas
de
delante
y
de
detrás
y
las
ondas
de
expansión
en
las
puntas
superior
e
inferior.
En
vuelo,
para
producir
sustentación
necesitarían
cierto
ángulo
de
ataque.
De
esta
manera
aprovecharíamos
el
aumento
de
presión
en
el
intradós
del
ala
tal
y
como
muestera
la
siguiente
ilustración:
Area
de
Instrucción
w ww .CruzdeSanAndrés.com
Fundamentos
de
Aerodinámica
-­‐
40