¿Cómo gira un avión? Entiendo la fuerza de elevación lateral, pero ¿cómo cambia el rumbo?
Entiendo que al usar los alerones, el avión se inclina hacia el elevador creando una fuerza de elevación lateral, pero ¿cómo puede esto contar [sic] para un cambio de dirección o rumbo?
Dices que entiendes la fuerza de elevación lateral en un avión inclinado (parcialmente rodado), pero te desconcierta cómo esta fuerza lateral produce un cambio de dirección o rumbo.
Estoy desconcertado de que esto te sorprenda si realmente entiendes que se está aplicando una fuerza lateral . Eso es lo que siempre induce un cambio en la dirección de viaje en un objeto en movimiento: es la física básica, las Leyes de movimiento de Newton.
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Quizás, sin embargo, lo que realmente está preguntando es, ¿por qué la nariz del avión también se balancea suavemente en la dirección del giro , cambiando su rumbo , en lugar de que todo el avión simplemente se jale hacia los lados , con su nariz que continúa apuntando “recta adelante ”: ¿por el componente lateral del vector de elevación en un banco? Esa es realmente una muy buena pregunta.
La razón es una combinación de dos cosas que se relacionan con las cualidades aerodinámicas del avión y sus superficies de control:
(A) un avión está diseñado para ser positivamente estable en una dirección de avance en vuelo de crucero, tal como lo es una flecha, o un planeador de juguete de madera de balsa o incluso un avión de papel; las “plumas de la cola” están ahí para corregir cualquier “bamboleo” en su trayectoria de vuelo y mantener la nariz apuntada más o menos en la dirección en que se mueve todo el objeto . Eso significa que si algo (como el levantamiento lateral, causado por entrar en un banco) está empujando todo el avión hacia los lados, la nariz eventualmente girará más o menos para apuntar en la nueva dirección en la que viaja el avión. Pero eso puede ser un poco descuidado, debido a varias otras fuerzas aleatorias, como el viento, además de lo cual, la desviación diferencial del alerón que hizo rodar el avión hacia el banco que causa el giro, también causa más arrastre en el ala “arriba”. y menos arrastre en el ala “hacia abajo”, que tiende a alejar la nariz del giro inclinado. Por eso,
(B) las superficies de control tridimensionales (cabeceo y guiñada, así como el balanceo) entran en juego, en un avión pilotado, para hacer un giro “coordinado”. Eso significa que, cuando el piloto gire el avión hacia la izquierda para ingresar a la orilla izquierda, también tirará un poco del yugo, para darle un poco de elevador “arriba”, que en la condición inclinada también proporciona un poco de un componente “lateral”, que tiende a patear la cola ligeramente hacia la derecha , y agrega un poco de timón “izquierdo”, que también tiende a patear la cola hacia la derecha . (El bit del elevador “hacia arriba” también aumenta el ángulo de ataque del ala hacia el viento relativo, creando una elevación adicional , que compensa el hecho de que parte de la elevación ahora se está desviando en una dirección lateral, y que mantiene el el avión pierde altitud en el giro. Pero ese es un detalle que no es relevante para su pregunta específica.) Cuando la cola va hacia la derecha , la nariz va hacia la izquierda , porque así es como funciona un objeto en movimiento: siempre gira sobre su propio centro de gravedad , que , en la mayoría de los aviones, está más o menos cerca del centro del fuselaje (en las direcciones arriba-abajo y izquierda-derecha) un poco hacia adelante del centro aerodinámico del ala (en la dirección de proa a popa). En un avión pequeño, eso es casi donde se encuentra toda la cabina de pasajeros.
¿Cómo puede saber si la aplicación del elevador y el timón no es suficiente, para una cantidad determinada de banco, o si va demasiado lejos? Bueno, la idea es mantener la fuerza de gravedad percibida (debido a la fuerza centrípeta) empujándolo hacia abajo en su asiento, durante un giro coordinado. A eso se refieren los pilotos cuando dicen que vuelan por “el asiento de sus pantalones”. También hay un medidor en el panel, llamado “indicador de giro y giro”, que incluye una bola nivelada en un tubo de vidrio (o algún equivalente electrónico) que le muestra si la dirección “hacia abajo” tal como la percibe el avión está centrada correctamente , o si se encuentra en la condición conocida como deslizamiento (se sobrecontrola con el elevador y el timón, y patea demasiado la cola) o se resbala (no controla, o incluso aplica los controles en la dirección incorrecta , lo que significa la nariz no gira lo suficientemente rápido como para igualar el cambio en la dirección real de desplazamiento.
Un deslizamiento lateral intencional “con control cruzado” puede ser una maniobra de vuelo útil, manteniendo su nariz apuntando en la dirección del viaje real sobre el suelo mientras su dirección de viaje por el aire se desliza hacia los lados, en una cruz. situación de aterrizaje por viento. Pero aparte de eso, los giros descoordinados son la marca de un piloto no calificado, ineficiente y potencialmente peligroso (ya que el giro descoordinado puede convertirse más fácilmente en un puesto o giro involuntario y mortal a baja altitud que un giro debidamente coordinado) . También es mucho más cómodo para los pasajeros si sienten continuamente la fuerza aparente de la gravedad que actúa en una dirección “descendente”, incluso cuando está en una curva.