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PHAK 4.7 Puestos

Un puesto de aeronaves resulta de una rápida disminución de la elevación causada por la separación del flujo de aire de la superficie de las alas, provocada al exceder el AOA crítico. Un puesto puede ocurrir en cualquier actitud de tono o velocidad aerodinámica. Los puestos son una de las áreas más incomprendidas de la aerodinámica porque los pilotos a menudo creen que un perfil aerodinámico deja de producir ascensor cuando se detiene. En un puesto, el ala no deja de producir totalmente elevador; Más bien, no puede generar una elevación adecuada para sostener el nivel de vuelo. Dado que el coeficiente de levantamiento (Cl) aumenta con AOA, en algún momento los picos de Cl (Cl-Max) y luego se caen. La cantidad de elevación cae drásticamente después de superar CL-MAX o el AOA crítico, pero no se detiene por completo.

En la mayoría de los aviones de ala recta, el ala está diseñado para detenerse primero en la raíz, por lo que el puesto avanza hacia afuera hacia la punta del ala, manteniendo la eficacia y la capacidad de control del alerón. Los métodos de diseño para lograr la entrada en la raíz incluyen «torcer» el ala a un AOA más alto en la raíz, o instalar tiras de bloqueo en el primer 20 a 25 por ciento del borde de ataque. La mayoría de los aviones de entrenamiento están diseñados para que la nariz caiga durante un puesto, reduciendo el AOA y «desmontando» el ala; Esta tendencia a la bajada se debe a que el CL está detrás del CG. El rango de CG es muy importante para las características de recuperación de parada: si se opera detrás del límite trasero, es posible que el piloto no pueda generar suficiente fuerza de ascensor para contrarrestar el exceso de peso detrás del CG y recuperarse.

La velocidad de bloqueo de una aeronave en particular no es un valor fijo para todas las situaciones de vuelo, pero una aeronave dada siempre se detiene al mismo AOA independientemente de la velocidad, el peso, el factor de carga o la densidad de altitud. Este AOA crítico varía de aproximadamente 16° a 20° dependiendo del diseño, pero cada avión tiene solo un AOA específico donde se produce el puesto.

Hay tres situaciones de vuelo en las que se puede superar el AOA crítico: baja velocidad, alta velocidad y giro.

La aeronave puede detenerse en un vuelo recto y nivelado volando con demasiada lentitud; a medida que disminuye la velocidad del aire, el AOA debe aumentar para retener la elevación, hasta que el ala ya no produzca suficiente elevación y la aeronave se detenga.

No es necesaria la baja velocidad para producir una parada: el ala se puede llevar a un AOA excesivo a cualquier velocidad. Por ejemplo, en una inmersión a 100 nudos, el piloto tira hacia atrás con fuerza en el control del ascensor. [Figure 4-32]

Figure 4-32. Forces exerted when pulling out of a dive.
Figura 4-32. Fuerzas ejercidas al salir de una inmersión.

La gravedad y la fuerza centrífuga impiden un cambio inmediato de la trayectoria de vuelo, pero el AOA de las aeronaves cambia abruptamente de muy bajo a muy alto, y la aeronave alcanza el ángulo de estancamiento a una velocidad mucho mayor que la velocidad de entrada normal. La velocidad de bloqueo también es mayor en un giro de nivel que en vuelo recto y nivelado. [Figure 4-33] Se agrega fuerza centrífuga al peso de la aeronave, y el ala debe producir elevación adicional para contrarrestar la carga; Este levantamiento se obtiene aumentando el AOA, por lo que el AOA debe aumentar a medida que aumenta el ángulo de la banca. Si en cualquier momento durante un giro el AOA se vuelve excesivo, la aeronave se detiene.

Figure 4-33. Increase in stall speed and load factor.
Figura 4-33. Aumento de la velocidad de pérdida y del factor de carga.

Para equilibrar la aeronave aerodinámicamente, el CL se encuentra normalmente detrás del CG. Aunque esto hace que la aeronave sea inherentemente pesada, el descenso del estabilizador horizontal contrarresta esta condición. En el punto de parada, cuando la fuerza ascendente de las alas se levanta y la fuerza de cola hacia abajo cesa, una condición desequilibrada permite que la aeronave se desplome abruptamente, girando alrededor de su CG; El AOA disminuye, aumenta la velocidad del aire, el flujo de aire suave sobre el ala se reanuda, el ascensor regresa y la aeronave vuelve a volar. Se puede perder una altitud considerable antes de que se complete este ciclo.

También se debe considerar la forma y la degradación del perfil aerodinámico de esa forma: si el hielo, la nieve o la escarcha se acumulan en la superficie, el flujo de aire suave se interrumpe, la capa límite se separa en un AOA más bajo que el ángulo crítico y la elevación se reduce considerablemente. [Figure 4-34] Tan solo 0,8 milímetros de hielo en la superficie superior del ala aumentan la resistencia y reduce la elevación en un 25 por ciento.

Figure 4-34. In-flight ice formation.
Figura 4-34. Formación de hielo en vuelo.

Los pilotos pueden encontrar glaseado en cualquier estación, en cualquier lugar, en altitudes de hasta 18,000 pies y, a veces, más. Los aviones pequeños, incluidos los aviones de pasajeros, son los más vulnerables porque vuelan a altitudes más bajas donde el hielo es más frecuente y, a menudo, carecen de los mecanismos antihielo comunes en los aviones a reacción.

El glaseado puede ocurrir en las nubes cada vez que la temperatura desciende por debajo del punto de congelación y las gotas superenfriadas se acumulan en un avión y se congelan. (Las gotitas superenfriadas siguen siendo líquidas aunque la temperatura sea inferior a 32 °F / 0 °C.)

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