PRINCIPIOS DE LA AVIACION
Este capítulo trata de las leyes físicas fundamentales que rigen
las fuerzas que actúan sobre un avión en
vuelo, y el efecto que estas leyes naturales y las fuerzas, tienen sobre las
características de funcionamiento de los aviones. Para el control del
avión, el piloto debe comprender los principios en juego y aprender a
utilizar o contrarrestar estas fuerzas naturales.
Modernos aviones de aviación general tiene lo que
puede considerar las características de alto rendimiento.
Por lo tanto, cada vez es mas necesario que los
pilotos aprecien y entiendan los principios en que
el arte de volar se basa.
ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA
El ambiente es una capa de aire que rodea la tierra y descansa en su
superficie. Es tan parte de la tierra como los mares o la
tierra. Sin embargo, el aire se diferencia de la tierra y el
agua en la medida en que se mezclan los gases. Se da
en masa, peso y forma indefinida.
El aire, como
cualquier otro líquido, es capaz de fluir y cambiar su forma incluso
cuando esta sometido a presiones fuertes por minuto y a la falta de
cohesión molecular. Por ejemplo,
llenar de gas por completo cualquier recipiente en el que se ve, la
expansión o contracción de ajustar su forma a los límites del
contenedor.
La atmósfera esta compuesta de nitrógeno del 78 por
ciento, 21 por ciento de oxígeno, y 1por ciento otros gases, tales como
argón o el helio.
Como algunos de estos elementos son mas pesados que otros, hay una
tendencia natural de los mas pesados elementos, tales como el
oxígeno, que se depositan en la superficie de la tierra, mientras que
los elementos mas ligeros se levantan a la región de mayor
altitud. Esto explica por qué la mayoría del oxígeno
se encuentra por debajo de 35.000 pies de altitud.
Porque el aire tiene masa y peso, es un cuerpo, y como cuerpo, que
reacciona a las leyes científicas de los cuerpos en la misma manera que
otros cuerpos gaseosos. Este cuerpo de aire
en reposo sobre la superficie de la tierra tiene un peso y en el nivel del mar
se desarrolla una presión promedio de 14.7 libras en cada pulgada
cuadrada de superficie, o 29.92 pulgadas mercurio, pero como su espesor es
limitado, a mayor altitud, el aire esta por encima. Por esta razón,
el peso de la atmósfera a 18.000 pies es
sólo la mitad de lo que esta en el nivel del mar. [Figura 2.1]
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Aunque hay diversos tipos de presión, la discusión se centra
principalmente en la atmósfera
de presión. Es uno de los factores basicos en
los cambios de clima, ayuda a levantar el avión, y actúa algunos
de los instrumentos de vuelo importantes en el avión.
Estos instrumentos son el altímetro, el indicador de la velocidad del aire, la tasa deindicador de
ascenso, y el manómetro de presión del colector.
Aunque el aire es muy ligero, su masa se ve afectada por la
atracción de la gravedad. Por lo tanto, como cualquier otra
sustancia que tiene peso, y debido a su peso, tiene fuerza.
Puesto que es una sustancia fluida, esta fuerza es ejercida por igual en todas
las direcciones, y su efecto sobre los órganos del aire se llama
presión. Bajo condiciones estandar a nivel del mar, la
presión media ejercida sobre el cuerpo humano por el peso de la
atmósfera que lo rodea es aproximadamente 14.7 lb / pulg. La densidad del aire tiene efectos
significativos en la capacidad del
avión. Cuando el aire se vuelve menos denso, reduce (1) el poder porque
el motor tiene en menos aire, (2) de empuje, porque la hélice es menos
eficiente en el aire, y (3) levantar porque el aire ejerce menos
fuerza en las superficies de sustentación.
EFECTOS DE LA DENSIDAD EN LA PRESIÓN
Como el aire es un gas, puede ser comprimido o
expandido. Cuando el aire se comprime, una mayor cantidad de aire puede ocupar un volumen determinado. Por el contrario, cuando la
presión
en un volumen determinado de aire disminuye, el aire
se expande y ocupa un espacio mayor. Es decir, el original de
la columna de aire a una presión inferior contiene una menor masa de
aire. En otras palabras, la densidad es disminuida.
De hecho, ladensidad es directamente proporcional a
de presión. Si la presión se duplica, la
densidad se duplica, y si la presión es baja, es por lo es lal densidad.
Esta afirmación es cierta, sólo en una
temperatura constante.
EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA DENSIDAD
El efecto del
aumento de la temperatura de una sustancia para disminuir su densidad. Por el
contrario, al disminuir la temperatura tiene el efecto del aumento de la
densidad. Por lo tanto, la densidad del aire varía inversamente
cuando la temperatura absoluta varía. Este enunciado
es verdadero, sólo a una presión constante. En la atmósfera, la temperatura y la presión
disminuyen con la altura, y tienen efectos contradictorios de la densidad.
Sin embargo, la caída relativamente rapida en presión en
la altitud se incrementa por lo general. Por lo tanto, la
densidad se puede esperar que disminuya con la altitud.
EFECTO DE LA HUMEDAD EN LA DENSIDAD
Los parrafos anteriores han asumido que el aire
era perfectamente seco. En realidad, nunca es completamente
seco. La pequeña cantidad de vapor de agua suspendidas en la
atmósfera puede ser casi insignificante en ciertas condiciones, pero en
otras condiciones de humedad puede llegar a ser un
factor importante en el rendimiento de un avión. El vapor de agua es
mas ligero que el aire
en consecuencia, el aire húmedo es mas ligero que el aire seco.
Es masligero o denso al menos cuando, en un
conjunto dado de condiciones, que contiene la cantidad maxima de vapor
de agua. A mayor temperatura, mayor es cantidad de vapor de
agua que el aire puede contener. Cuando
la comparación de dos masas de aire separadas, la primera caliente y
húmedo (ambas cualidades tienden a aligerar el
aire) y el segundo frío y seco (ambas cualidades que lo mas
pesado), la primera debe necesariamente ser menos denso que el segundo.
Presión, temperatura y humedad tienen una gran influencia en el
rendimiento del
avión, debido a su efecto sobre la densidad.
NEWTON: LEYES DEL MOVIMIENTO Y
FUERZA
En el siglo 17, un filósofo y matematico,
Sir Isaac Newton, propuso tres leyes basicas del movimiento. Es cierto
que no tenía el avión en mente cuando lo hizo, pero casi todo lo
conocido sobre el movimiento se remonta a su tres leyes simples. Estas
leyes de Newton
son los siguientes:
La primera ley de Newton,
dice que: Un cuerpo en reposo tiende a permanecer en reposo, y un cuerpo en
movimiento tiende a seguirse moviendo a la misma velocidad y en el misma
dirección.
Esto simplemente significa que, en la naturaleza, nada deja
de moverse hasta que alguna fuerza externa hace que sea así. Un avión esta en reposo en la rampa
permanecera en reposo menos que una fuerza lo suficientemente fuerte como para vencer su
inercia es aplicada. Una vezque se mueve, sin embargo, su inercia se mantiene
en movimiento, con sujeción a las diversas fuerzas que actúen
sobre ella.
Estas fuerzas pueden añadir a su movimiento lento
hacia abajo, o cambiar su dirección.
La segunda ley de Newton dice que: Cuando a un cuerpo se le aplica sobre él una fuerza constante,
da como resultado que la aceleración es
inversamente proporcional a la masa del
cuerpo y es directamente proporcional a la fuerza aplicada. Lo que se tratan
aquí son los factores que intervienen en la superación de Primera
Ley de Newton de la inercia. Abarca tanto los cambios en la
dirección y la velocidad, incluida la partida frente, al resto
(aceleración positiva) y llegar a una
parada (aceleración negativa o desaceleración).
La tercera ley de Newton
dice que: Cada vez que un cuerpo ejerce una fuerza
sobre otro, el segundo cuerpo siempre ejerce sobre el primero, una fuerza que
es igual en magnitud pero
en la dirección opuesta.
El retroceso de un arma que se dispara es un ejemplo
grafico de La tercera ley de Newton.
El campeón de natación que empuja contra el lado de la piscina durante la entrega, o el niño que aprende a caminar
tanto, pero no para los fenómenos expresados en esta ley. En una
avión, la hélice se mueve y empuja el aire; en consecuencia, el
aire empuja la hélice (y por tanto la
avión) en la dirección opuesta,hacia
adelante. En un avión, el motor empuja una
explosión de gases calientes hacia atras, la fuerza de
reacción igual y opuesta hacia adelante.
EFECTO MAGNUS
La explicación de la elevación se puede explicar mejor por mirar
en un cilindro giratorio en una corriente de aire. La
velocidad local cerca del
cilindro se compone de la velocidad de flujo de aire
y la velocidad de rotación del
cilindro, lo que disminuye con la distancia desde el cilindro. En un cilindro, que es de rotación, de tal manera que la
superficie superior esta girando en la misma dirección que el
flujo de aire, la velocidad local en la superficie es alta en la parte superior
y baja en la parte inferior.
Como se muestra en la figura 2-2, en el punto 'A', un punto de
estancamiento existe en la línea de corriente de aire que incide sobre
la superficie que se divide, un poco de aire va mas y algunos menos.
Otro punto de estancamiento que existe en 'B', donde las dos corrientes
de aire volveran a reunirse a velocidades idénticas. Nosotros
Ahora tenemos por delante upwash del cilindro giratorio y
descendente en la parte trasera.
La diferencia en las cuentas de la velocidad de la superficie de una diferencia
de la presión, la presión es mas bajo en la parte superior
que en la parte inferior. Esta area de baja presión produce una
alza de fuerza conocida como el 'EfectoMagnus'.
Este mecanicamente la circulación inducida ilustra la
relación entre la circulación y un
ascensor.
Un perfil aerodinamico con un angulo
positivo de ataque desarrolla aire circulando como
sus fuerzas, fuerte borde de salida de la parte posterior punto de
estancamiento que detras del borde de
salida, mientras que el punto de estancamiento frente esta por debajo del borde de ataque.
Explicó cómo la presión de un
fluido en movimiento (líquido o gas) varía con su velocidad de
movimiento. En concreto, afirmó que un aumento
en la velocidad de circulación en el flujo que causa una
disminución en el fluido de presión. Esto es exactamente lo que
sucede con el aire que pasa
sobre la parte superior curvada del ala de un avión.
Una analogía que pueda efectuarse con agua fluye a través de una
manguera de jardín. El agua se mueve a través una manguera de
diametro constante ejerce una presión uniforme
en la manguera, pero si el diametro de una sección de la manguera
se aumenta o disminuye, lo cierto es que cambia la presión del
agua en ese punto. Supongamos que la manguera
se pellizcó, se restringe los flujos de agua a través de esa
zona. Suponiendo que el mismo volumen de los flujos de agua a
través de la porción estrecha de la manguera en el mismo
período de tiempo que antes de que la manguera se pellizca, se deduce
que la velocidad del
flujo debeaumentar en ese punto.
Por lo tanto, si una porción de la manguera se estrecha, no sólo aumenta
la velocidad del
flujo, pero disminuye también la presión en ese punto. Al igual que los resultados podrían
lograrse si los sólidos simplificados (superficies de
sustentación) fueron introducidos en el mismo punto de la manguera.
Este mismo principio es la base para la medición de la velocidad
(flujo de fluidos) y para el analisis de la capacidad de la superficie
de sustentación a
producir.
Una aplicación practica del teorema de Bernoulli es el
tubo de Venturi. El tubo venturi tiene una entrada de aire que se reduce a una
garganta (punto estrecho) y un enchufe de
sección que aumenta de diametro hacia la parte posterior.
El diametro de la toma de corriente es la misma que la
de la de entrada. En la garganta, el flujo de aire se
acelera y la disminuye la presión, a la salida, el flujo de aire
disminuye y la presión aumenta. [Figura 4.2]
Si el aire es reconocido como
un cuerpo y se acepta que debe seguir las leyes mencionadas, se puede empezar a
ver cómo y por qué el ala de un
avión desarrolla elevación, ya que se mueve a través del aire.
DISEÑO AIRFOIL
En las secciones dedicadas a Newton y Bernoulli descubrimientos, que ya ha sido
discutido en general términos de cuestión de cómo el ala
de un avión puede sostener el vuelo cuando el
avión es maspesado que el aire.
Tal vez la mejor explicación puede ser reducido a su concepto mas
elemental indica que la elevación (vuelo) es simplemente el resultado
del flujo del fluido (aire) sobre un superficie de sustentación, o en el
lenguaje corriente, el resultado de mover un perfil aerodinamico (ala),
por cualquier medio, a través del aire.
Dado que es la superficie de sustentación que aprovecha la fuerza
desarrollado por su movimiento a través del aire, una discusión y
explicación de esta estructura, así como parte del material
presentado en los debates anteriores sobre las leyes de Newton y de Bernoulli,
se presentara.
Una superficie de sustentación es una estructura diseñada para
obtener la reacción en su superficie desde el aire a través del
cual se mueve o que mueve mas alla de esta estructura. El aire
actúa en diversos maneras cuando se somete a diferentes presiones y
velocidades, pero el debate de esta se limitara a la partes de un avión que un piloto es el mas afectado con
el vuelo, es decir, las superficies de sustentación diseñado para
producir la elevación.
Al observar un perfil de superficie de
sustentación típica, como
la cruz sección de un ala, se puede ver varias obvias
características de diseño. [Figura 2.5] Observe que hay una
diferencia en la curvatura de la parte superior e inferior de la superficie de
sustentación (lacurvatura se llama angulo de caída).
La curvatura de la superficie superior es mas pronunciada que la de la
superficie inferior, que es un poco plana en la
mayoría de los casos.
En la figura 2.5, tenga en cuenta que los dos extremos de la superficie de
sustentación del perfil también difieren
en su apariencia. El final que mire hacia adelante en vuelo se llama el
borde líder, y se redondea, mientras que el otro extremo, el borde de
fuga, es bastante estrecho y afilado.
Una línea de referencia de uso frecuente en la discusión de la
superficie de sustentación es
la línea de acordes, una línea recta trazada a través del
perfil, conecta los extremos de los bordes anterior y posterior. La distancia
de esta línea de acorde a la parte superior y superficies mas
bajas del
ala denota la magnitud de la curvatura superior e inferior en ningún
punto. Otra línea de referencia, elaborado a partir del borde de ataque
al borde de fuga, es la 'línea de curvatura media.' Esta línea media es equidistante a todos los puntos de la
parte superior y menores contornos.
La construcción del ala, con el fin de efectuar accion superior a su
peso, se realiza la configuración del ala para que se puede aprovechar
de la respuesta del aire a ciertas leyes físicas, y por lo tanto el
desarrollo de dos acciones de la masa de aire, una presión positiva de
elevación de acciónde la masa de aire debajo del ala, y uno
negativo presión de la acción de elevación de la
presión baja por encima de la ala.
A medida que la corriente de aire golpea la superficie relativamente plana baja
del ala cuando inclinado en un angulo pequeño a su
dirección del movimiento, el aire se ve obligado a recuperarse
a la baja y por lo tanto provoca una reacción al alza en la
elevación positivo, mientras que en el momento mismo flujo de aire
golpeando la parte superior curvada de los 'bordes principales
'del ala se desvía hacia arriba. En otros es decir, la forma de un
ala puede causar una acción en el aire, y forzando a la baja,
sera una igual reacción del aire, forzando a la banda hacia
arriba. Si un ala se construye de tal forma que
podra levantar la fuerza mayor que el peso del avión, el avión
volara.
Sin embargo, si toda la elevación requerida se obtiene simplemente
partir de la desviación del
aire por la superficie inferior del ala, un
avión sólo necesitara un ala plana como una
cometa. Esto, por supuesto, no es el caso en absoluto, bajo ciertas condiciones
perturbadas las corrientes
de aire que circula en el borde de fuga del
ala puede ser tan excesiva como
para
hacer que el avión pierde velocidad y elevación. El saldo de la
elevación necesaria para apoyar el avión viene del flujo de aire
sobre el ala. Aquí esta la clave de vuelo.El hecho de que la
mayoría de elevación es el resultado del flujo de aire
de caída de flujo por encima de la banda, debe estar bien entenderse con
el fin de continuar mas en el estudio de
vuelo. No es ni exacta, ni un útil
propósito, sin embargo, para asignar valores específicos al
porcentaje de elevación generada por la superficie superior de una
superficie de sustentación contra la generada por la superficie
inferior.
Estos no son valores constantes y sera variable, no
sólo con las condiciones de vuelo, pero con diferentes diseños de
ala.
Se debe entender que las superficies de sustentación
tienen diferentes características de vuelo. Muchos miles de
superficies de sustentación han sido probados
en túneles de viento y en vuelos reales, pero no hay una superficie de
sustentación se ha encontrado que cumple
todos los requisitos de vuelo de cada avión dictan la forma de su
superficie de sustentación. Se supo hace muchos
años que la mayoría de los aerodinamica eficiente para
producir la mayor elevación era de tipo cóncavo, o 'arrancaba'
una superficie inferior. Mas tarde se supo también que, como
diseños fijos, este tipo de superficie de sustentación
sacrificaba demasiada velocidad antes que la producción de
elevación y, por tanto, no era adecuado para el vuelo de alta velocidad.
Es interesante observar, sin embargo, que a través de
progresosconsiderables en ingeniería, aviones de hoy en día de alta velocidad puedan volver a ventaja de la
elevación de la superficie de sustentación de
características cóncavas. Borde de ataque (Krueger) los flaps y
borde de fuga (Fowler) solapas, cuando se extendió desde el
estructura del
ala de base, literalmente, cambia la superficie de sustentación de forma
cóncava en la forma clasica, generando así levantar mucho
mas lento durante la
condiciones de vuelo.
Por otro lado, una superficie de sustentación que es perfectamente
racionalizada ofrece poca resistencia al viento a veces no
tiene suficiente poder para levantar el avión de la tierra. Por lo
tanto, aviones modernos tienen superficies de sustentación que
encontrar,
entre los extremos en el diseño, la forma variable de acuerdo a las
necesidades del
avión para el que se diseñado. Figura 2-6
muestra algunos de los mas secciones comunes superficie de
sustentación.
BAJA PRESIÓN
En un túnel de viento o en vuelo, la superficie
de sustentación es simplemente un racionalizado objeto insertado en una
secuencia de movimiento de aire. Si el perfil de la superficie de
sustentación estaba en la forma de una gota de agua, la velocidad y los
cambios de presión del
aire que pasa sobre la parte superior e inferior sería igual en ambos
lados. Pero si la gota de agua en forma de la superficie de sustentación
seredujo a la mitad a lo largo, una forma parecida a
la superficie de sustentación basica (ala) daría lugar a
la sección. Si el superficie de sustentación se inclinaban a
continuación, por lo que el flujo de aire que atenta contra la
un angulo (angulo de ataque), las moléculas de aire que se
mueve sobre la superficie superior se verían obligados a desplazarse mas
rapido de lo que las moléculas en movimiento a lo largo del
parte inferior de la superficie de sustentación, ya que las
moléculas superiores debe
recorrer una distancia mayor debido a la curvatura de la superficie superior.
Este aumento de velocidad reduce la presión por encima de la superficie
de sustentación.
El principio de Bernoulli de presión por sí
sola no explica la distribución de la presión sobre la parte
superior de la superficie de sustentación. Discusión de la
influencia de
el impulso del
aire que fluye en varias curvas caminos cerca de la superficie de
sustentación sera presentada. [Figura 7.2]
El impulso es la resistencia
de un cuerpo en movimiento ofrece a tener un cambio en su dirección o
cantidad de movimiento.
Cuando un cuerpo se ve obligado a moverse en una
trayectoria circular, ofrece resistencia en la
dirección opuesta a la del
centro de la trayectoria curva. Esta es la 'fuerza
centrífuga'.
Mientras que las partículas de aire se muevan en la trayectoria curvaAB,
la fuerza centrífuga tiende a tirar la dirección de las flechas
entre A y B y, por tanto, hace que el aire pueda ejercer mas
presión normal en el borde de ataque de la superficie de
sustentación. Pero después partículas del aire pasan a B
(el punto de inversión de la curvatura de la trayectoria) la fuerza
centrífuga que tiende a
enviar en dirección de las flechas entre B y C (que provoca una menor
presión sobre la superficie de sustentación). Este
efecto se mantiene hasta que las partículas de C llegan, al segundo
punto de inversión de la curvatura de la corriente de aire. Una
vez mas la fuerza centrífuga se invierte y las partículas
incluso tienden a dar un poco mas de presión normal
sobre el borde de salida de la superficie de sustentación, como es
indicado por las flechas de corta duración entre C y D.
Por lo tanto, la presión de aire en la superficie superior de la
superficie de sustentación se distribuye de manera que la presión
es mucho mayor a la vanguardia de los alrededores
la presión atmosférica, provoca una fuerte resistencia a el
movimiento hacia adelante, pero la presión del aire es menor que rodea
la presión atmosférica sobre un gran
porción de la superficie superior (B a C).
Como se observa en la aplicación del teorema de Bernoulli a una
Venturi, el aumento de velocidad del
aire en la parte superior de un perfilaerodinamico produce una
disminución de la presión. Esta presión
baja es una componente de elevación total. Es un
error, sin embargo, suponer que la diferencia de presión entre la parte
superior y la superficie inferior de una sola ala produce fuerza para el
levante.
También hay que tener en cuenta que asociado a la presión baja es
la caída de flujo, un retroceso a la baja el
flujo de la superficie superior del
ala. Como ya se ha visto de los debates anteriores
en relación con la dinamica acción del aire, ya que
incide en la superficie inferior de la
ala, la reacción de este a la baja el flujo retrógrado resulta en
una fuerza hacia adelante hacia arriba en el ala. Esta misma reacción se
aplica al flujo de aire sobre la parte superior de la superficie de
sustentación, así como a la parte inferior, y de Newton La
tercera ley esta de nuevo en la imagen.
PRESIÓN ALTA
En la sección relativa a las leyes de Newton,
aplicada a los neumaticos, ya se ha discutido cómo una cierta
cantidad de sustentación se genera por las condiciones de presión
por debajo del
ala. Debido a la manera en que los flujos de aire debajo del ala, dan
resultados positivos de presión, sobre todo a altos angulos de
ataque. Pero hay otro aspecto de este flujo de aire
que deben ser considerados. En un punto cercano al borde de ataque, el flujo de
aire practicamente dejó de circular(punto
de estancamiento) y luego aumenta gradualmente la velocidad. En algún
momento cerca del
borde de salida, se volvió a alcanzar una velocidad igual a la de la
parte superior. De conformidad con los principios de Bernoulli, donde el flujo
de aire se redujo por debajo del
ala, una
presión al alza positiva fue creada en contra del
ala, es decir, a medida que disminuye la velocidad del líquido, la presión debe
aumentar. En esencia, esto simplemente 'acentúa lo positivo ',
ya que aumenta la presión diferencial entre la superficie superior e
inferior de la superficie de sustentación, y por lo tanto aumenta la
elevación total de mas que habría resultado de no haber existido aumento de la presión en la superficie
inferior. El principio de Bernoulli y las leyes de Newton se toma cada vez
que levante esta siendo generado por una superficie de
sustentación.
El flujo de fluido o el flujo de aire a continuación, es la base para el
vuelo en aviones, y es un producto de la velocidad del avión. La
velocidad del
avión es muy importante para el piloto, ya que afecta a la
sustentación y resistencia las fuerzas del avión. El
piloto utiliza la (velocidad) para volar a un
mínimo angulo de planeo, en resistencia
maxima, y por un número de otras maniobras de vuelo. Velocidad
del aire es la velocidad del
avión con respecto a la masa de aire a través del cual estavolando.
PRESIÓN DE DISTRIBUCIÓN
De los experimentos realizados en modelos de túnel de viento y en los
aviones de tamaño completo, se ha determinado que como el aire fluye a
lo largo de la superficie de un ala en diferentes angulos de ataque, hay
regiones a lo largo de la superficie donde la presión es negativa, o
menor atmosférica, y las regiones donde la presión es positiva, o
mayor que la atmosférica. Esta presión negativa en la superficie
superior crea una relativamente mayor fuerza en el ala que se debe a la
presión positiva que resulta desde el aire golpeando en la superficie
inferior del
ala. Figura 2-8 muestra la presión distribución a lo largo de una superficie de sustentación en tres
angulos diferentes de ataque. En general, a los altos angulos de ataque de la centro
de presión se mueve hacia adelante, mientras que a bajos angulos
de ataque el centro
de presión se mueve hacia atras. En el diseño de las
estructuras de las alas, este centro de presión
de viaje es muy importante, ya que afecta a la posición de la airloads
impuestas a la estructura del angulo de
ataque del
ala baja
y las condiciones de alto angulo de ataque. Equilibrio
aerodinamico del
avión y controlabilidad se rigen por los cambios en el centro de la presión. El centro de presión se
determina a través del
calculo y las pruebas de túnel de viento variando la superficie
desustentación de angulo de ataque a través de
funcionamiento normal de los extremos. A medida que el
angulo de ataque se cambia, también lo son las diversas
características de la presión de distribución.
El punto de aplicación de este vector de la
fuerza es llamado el 'centro de presión' (CP). Para cualquier
propuesta del
angulo de ataque, el centro de
presión es el punto de donde la fuerza resultante cruza la línea de acorde. Este punto se
expresa como
un porcentaje de la cuerda de la
superficie de sustentación. Un centro de
presión en un 30 por ciento de un 60 - acorde pulgadas sería de
18 pulgadas detras del
ala de vanguardia. Parecería entonces que si el diseñador
pondría el ala de modo que el equilibrio de su centro de presión
es en el centro de
gravedad del
avión. La dificultad surge, sin embargo, que la ubicación del
centro de presión, cambios en el angulo de la superficie de
sustentación de ataque.
[Figura 2-10]
En el rango normal de la aeronave de las actitudes de vuelo, si el
angulo de ataque es mayor, el centro de la presión se mueve hacia
adelante, y si disminuye, se mueve hacia atras. Desde el centro de
gravedad se ha fijado en un punto, es evidente que a medida que el angulo
de ataque
aumenta, el centro de sustentación (CL) se mueve por delante de la
centro de gravedad, la creación de una fuerza que tiende a elevar el
morro delavión o tiende a aumentar la angulo de ataque aún
mas. Por otro lado, si el angulo de ataque se reduce, el centro de sustentación
(CL
se mueve hacia atras y tiende a disminuir el angulo en una mayor
cantidad. Se ve pues, que la superficie de sustentación ordinaria
inherentemente inestable, y que un dispositivo auxiliar
tales como la superficie horizontal de la cola,
se debe agregar a hacer el balance del
avión longitudinalmente.
El saldo de un avión en vuelo depende, por lo
tanto, en la posición relativa del
centro de gravedad (CG) y el centro
de presión (CP) de la superficie de sustentación.
La experiencia ha demostrado que un avión con el centro de la gravedad
en las proximidades del 20 por ciento del ala se puede hacer para el equilibrio
y la marcha satisfactoriamente.
El ala cónica presenta una variedad de acordes en toda la envergadura del
ala. Se convierte en
necesario entonces, para especificar algunos acordes sobre los que el punto de
equilibrio se puede expresar. Este acorde, conocida como la cuerda media
aerodinamica (MAC),
Por lo general se define como el acorde de un ala cilíndrica imaginaria,
que tendría el mismo centro
de las características de la presión como la del ala de
un avión de carga y la distribución del peso también
afectan el centro de gravedad y causa mas fuerzas, que a su vez afectan
el equilibrio del avión.