¿Cómo no ganan altura los aviones cuando se levanta la nariz durante los aterrizajes?

Si observa atentamente, no verá que un avión de pasajeros realmente mire hacia abajo muy a menudo. Incluso en vuelo nivelado, la nariz suele estar ligeramente por encima del nivel. Esto se debe solo a la forma en que está diseñado el avión, para la comodidad de los pilotos, la comodidad de los pilotos y la eficiencia aerodinámica del avión.

Al avión realmente no le importa si la nariz está arriba o abajo (o nivelada). El avión solo se preocupa por el ángulo de ataque.

Existe un concepto en el pilotaje conocido como “el paso es velocidad aérea, la potencia es altitud”. Si bien parece que no es para pilotos, la rueda de control (o palanca) no hace que el avión suba o baje; hace que el avión vaya rápido o lento. El poder hace que el avión suba o baje. Esto es fácil de demostrar al desactivar la función de retención de altitud del piloto automático y luego agregar potencia. El avión no acelerará … comenzará a subir en su lugar. Si reduce la potencia, el avión no disminuirá la velocidad, comenzará a descender.

El tono (nariz arriba) que estás viendo funciona de la misma manera para la velocidad aérea. La nariz hacia arriba o hacia abajo no te dice si el avión está subiendo o bajando, te dice qué tan rápido va el avión. Esta es la razón por la cual los aviones de pasajeros (especialmente los aviones grandes) que están a punto de aterrizar (por ejemplo, a aproximadamente 1 milla de la pista de aterrizaje) generalmente se levantan, aunque están descendiendo. El piloto ha desacelerado el avión en preparación para el aterrizaje.

Entonces, la respuesta en esa imagen es que el avión en realidad apenas está descendiendo en la bengala. En la aproximación final, las tasas de descenso como 700–800fpm son normales, pero en la erupción podría tener <200fpm. La actitud de inclinación se usa para reducir la velocidad y moderar las tasas de descenso.

Pero para responder más completamente … Si lees la explicación, repito la primera oración.

Claro que puedes descender con una inclinación hacia arriba o hacia abajo o con una actitud de inclinación cero.

Es solo una cuestión de qué velocidad de avance desea alcanzar durante el descenso.

Cuanto más alto sea el tono, más lenta será la velocidad (hacia adelante).

Cuanto más bajo sea el tono, más rápida será la velocidad (hacia adelante).

La velocidad vertical también se verá muy afectada. Hasta cierto punto, inclinarse ralentiza el descenso o incluso hace que el avión suba. Inclinarse casi siempre aumenta la velocidad de descenso. La excepción es cuando el avión está detrás de la curva. Una vez que la aeronave es lo suficientemente lenta, la inclinación reduce la elevación y aumenta la resistencia. Si esta actitud de lanzamiento continúa sin agregar empuje, el avión finalmente se detendrá.

A los jets les gusta volar rápido. La velocidad de avance generalmente se mide en KIAS (Nudos indica la velocidad del aire). Una velocidad aérea igual indica que las alas experimentan aproximadamente la misma elevación, independientemente de la altitud. Cuanto más alto vayas, la misma velocidad KIAS se traduce en una velocidad aérea verdadera más rápida. Cuanto más bajo va, más baja es la velocidad aérea verdadera. Por encima de alrededor de 30000 pies, la velocidad objetivo de KIAS sería demasiado rápida (el avión comenzaría a llegar al borde del régimen transónico), por lo que se mantiene una velocidad Mach constante.

Digamos que un B737 usa 280KIAS / Mach 0.80 para todo su vuelo en cualquier momento que no esté sujeto a ninguna restricción.

A tales velocidades, el ascenso y el crucero se lograrán con una actitud de inclinación hacia arriba y es probable que el descenso dé como resultado una ligera actitud de inclinación hacia abajo (solo unos pocos grados hacia abajo).

Pero hay algunas restricciones. Por debajo de 10000ft MSL hay una restricción de velocidad de 250KIAS. Más cerca del aeropuerto hay una restricción de velocidad de 180KIAS. Muchas veces el ATC establece la velocidad para mantener las cosas suaves y seguras.

Descendiendo a 250 KIAS, el terreno de juego ahora está ligeramente arriba. Entra la primera configuración de flaps.

Una razón para mantener una actitud de inclinación al descender es al reducir la velocidad de 280KIAS a 250KIAS a 180KIAS y finalmente a las velocidades de aproximación final. Con los ajustes de empuje iguales (inactivo en este caso), la inclinación disminuye la velocidad del avión y generalmente reduce la velocidad de descenso.

Una vez que el avión está por debajo de 180 KIAS, la velocidad de descenso suele ser bastante baja en comparación con un descenso en crucero. Combinado con todo el hecho de que las alas ahora producen más elevación y más resistencia a la misma velocidad, pero a una peor relación de elevación sobre resistencia. Esto requiere algo así como un 20% de empuje o más para mantener una rampa de descenso superficial de 3–4 grados (algo así como un descenso de 800 fpm) mientras se mantiene la velocidad objetivo.

En tal situación, si la aeronave usara una inclinación plana, descendería demasiado rápido.

Finalmente, la imagen que muestra es la posición de la antorcha de aterrizaje. Un avión a reacción generalmente lleva unos 30 nudos por encima de su velocidad de pérdida en el enfoque final. Cuando el avión se baja lo suficiente, su elevación comienza a interactuar con el suelo. Esto mejora la relación elevación: arrastre. Los niveles de empuje se ponen en inactivo, y la aeronave necesita sangrar de su margen de seguridad de velocidad para evitar un aterrizaje flotante.

Entonces, la respuesta en esa imagen es que el avión en realidad apenas está descendiendo en la bengala. En la aproximación final, las tasas de descenso como 700–800fpm son normales, pero en la erupción podría tener <200fpm. La actitud de inclinación se usa para reducir la velocidad y moderar las tasas de descenso.

Es una cuestión de poder (empuje) aplicado.

Al tirar hacia atrás en la columna de control, su avión se coloca boca arriba, pero para poder subir necesitaría potencia adicional. Durante el aterrizaje, esta actitud de nariz levantada se denomina “ruptura aerodinámica”, ya que ahora estás aumentando intencionalmente la resistencia con la actitud de nariz alta y acelerado hacia atrás, tus alas incluso a estas velocidades de aterrizaje más lentas te dan la vida suficiente para relajarte suavemente La pasarela. Las aletas están bajas y se aceleran los descansos desplegados mientras mantiene la actitud de la nariz alta para continuar la rotura aerodinámica.

Por lo tanto, es una cuestión de empuje y cómo se aplica que permite que un avión descienda para aterrizar con una actitud altísima.

F-4E Phantom IIs aterrizando

Simplemente apuntando la nariz del avión hacia arriba no es suficiente para ganar altitud. La cantidad de sustentación que genera un avión (y, por lo tanto, si sube o baja) es una función de la velocidad aérea y del ángulo de ataque . El ángulo de ataque es el ángulo que forman las alas contra el aire:


En ángulos de ataque más altos, el ala toma una “mordida” de aire más grande, generando más elevación. A velocidades más altas, más aire fluye sobre el ala, generando más elevación.

Por lo tanto, es lógico que, si reduce la velocidad de un avión, debe levantar la nariz (y aumentar el ángulo de ataque) para mantener la altitud. Disminuya la velocidad del avión lo suficiente, y apuntar la nariz hacia arriba simplemente disminuirá su descenso, no generará una subida. Esta es la razón por la cual los aviones explotan, para detener su descenso y para asegurarse de que aterrizan en las ruedas principales.

Hay cuatro fuerzas que actúan en un avión: elevación, arrastre, peso y empuje. ¿Sabías que en una escalada, levantar es realmente menos que peso? Esto se debe a que para una escalada, el empuje es más importante que la elevación. Con el ángulo de ataque de las alas completamente a cero, la elevación tiene que contrarrestar el peso por completo y empujar, luego funciona contra la resistencia para mantener el avión a una velocidad específica o acelerar.

Cuando la nariz del avión está hacia arriba y el ángulo de ataque del ala aumenta, la elevación ya no actúa completamente hacia arriba, sino que actúa tanto hacia arriba como hacia atrás, ya que apunta en diagonal en lugar de perpendicular al flujo de aire. Si eres perceptivo, verás que esto significa que la elevación en realidad actúa contra el empuje cuando el avión tiene una actitud de nariz hacia arriba. De manera similar, el arrastre debe actuar tanto hacia abajo como hacia atrás, por lo que el arrastre está ayudando a tirar de la aeronave hacia abajo, actuando contra la elevación y contra el empuje. El empuje proporciona una fuerza hacia arriba y hacia adelante, por lo que verá que el empuje es el factor predominante aquí. Con una actitud de nariz alta y empuje bajo, el avión se ralentizará.

Ahora, normalmente la elevación es bastante alta con una actitud de nariz más alta, hasta un punto donde el aire ya no fluye suavemente sobre las alas y los puestos del avión, pero para contrarrestar esto durante el aterrizaje aumentamos las aletas. Ahora, estos aumentan la sustentación, pero también aumentan considerablemente la resistencia, especialmente las últimas 2 etapas de la aleta. Sin mencionar el tren de aterrizaje. También la elevación es una función de ángulo de ataque y velocidad, y hemos disminuido la velocidad. Por lo tanto, tiene una actitud de nariz alta durante el aterrizaje, lo que significa que tenemos una resistencia extremadamente alta, que actúa hacia atrás y hacia abajo. Tenemos baja velocidad y, por lo tanto, una elevación reducida, que actúa hacia arriba y hacia atrás, tiene el peso de la aeronave, que actúa puramente hacia abajo y tiene un ajuste de empuje bajo que actúa hacia arriba y hacia adelante. La gestión de todos estos factores permite que la aeronave descienda con una actitud de nariz arriba para aterrizar.

Ignorando la imagen por un momento, un avión puede descender (muy rápidamente y sin mucho control) con su nariz hacia arriba si se detiene : esto sucede cuando el ángulo de ataque es demasiado grande (es decir, la nariz apunta hacia arriba demasiado en comparación con la dirección el avión se está moviendo), haciendo que el aire sobre el ala se vuelva turbulento y no genere elevación.

La imagen en su pregunta muestra un avión en aproximación final usando una técnica llamada quemado . Esto es cuando un piloto levanta deliberadamente la nariz del avión justo antes de aterrizar en la pista para disminuir la velocidad de descenso y establecer la actitud adecuada para el aterrizaje. En este caso, levantar la nariz aumenta la elevación debido al mayor ángulo de ataque, pero no lo aumenta lo suficiente como para hacer que el avión comience a ascender nuevamente debido a la baja velocidad y la potencia del motor de la aeronave en este punto de su vuelo.

En resumen, una aeronave puede descender con la nariz hacia arriba si se detiene ya que las alas ya no producen elevación, o si la aeronave está ardiendo para disminuir su velocidad de descenso justo antes de aterrizar.

Básicamente, hay dos formas de aumentar la elevación.

  1. Aumentar la velocidad
  2. Aumentar el ángulo de ataque (AOA) o simplemente levantar la nariz

Durante el aterrizaje y el despegue, la aeronave debe ser lo más lenta posible. Cuando reducen la velocidad, los aviones pierden el elevador y caerán como un piano al suelo. Así que ve por la segunda opción, aumenta AOA. Esta maniobra se llama FLARE.

Por lo tanto, no pierden altura y, debido a la velocidad reducida, tampoco ganan altitud.

Las aeronaves no ganan altitud, en la aproximación final, porque están a / cerca de su velocidad de pérdida. El ángulo de ataque relativamente alto hace que la sección transversal sea más grande, en la dirección de desplazamiento, creando más resistencia y ralentiza el avión significativamente más rápido, luego, si se deslizara en la pista. Esta “maniobra” se llama “quema”. Todos los aviones experimentan un fenómeno llamado “efecto de tierra” cuando se enciende. Este GE es causado por el alto ángulo de ataque de las alas y crea un colchón de aire, debajo de la aeronave, lo que hace que la aeronave casi flote, y la velocidad de pérdida disminuye por este efecto, también ocurre en los despegues. Algunas alas delta experimentan este efecto más fuerte, lo hacen a más superficie, de las alas, empujando más aire hacia abajo.

Básicamente, en este momento se levanta la nariz, pero el avión vuela a baja velocidad, por lo que la ganancia de elevación no es tanto.

Creo que está mencionando la bengala, y en la bengala el avión disminuye su relación de descenso, a fin de tener menos impacto en el suelo al aterrizar.