Guiñada adversa

Definición. Como recordaremos del capítulo dedicado a las supercies de mando y control, llamamos guiñada (“yaw” en inglés) al movimiento que realiza el avión en torno a su eje vertical.

Cualquier movimiento de guiñada del avión, independientemente del origen y la situación de vuelo, que tenga un efecto contrario al deseado por el piloto se denomina guiñada adversa. Para contrarrestar su efecto y mantener el control direccional del avión el piloto actúa sobre el timón de dirección por medio de los pedales.

1.9.1 Causas que la producen.

Son varias las causas que producen la guiñada adversa, pero la mayoría están producidas por el efecto de la hélice:

Efecto tuerca. En inglés “torque effect”, se debe a que el motor hace girar la hélice en un sentido, de forma que, según la 3ª Ley de Newton, la totalidad del avión intentará girar en el sentido opuesto (acción-reacción). Como en la inmensa mayoría de los aviones la hélice gira en el sentido de las agujas del reloj (visto desde la cabina), la fuerza de reacción se ejercerá sobre el lado izquierdo del avión en sentido contrario al giro de la hélice. Además, en condiciones de alta potencia mientras el avión está en el suelo (carrera de despegue), este efecto hace que la rueda izquierda soporte más peso que la derecha, lo cual aporta más fricción, más resistencia y aumente la tendencia a guiñar a la izquierda.

Este efecto tuerca es apenas perceptible en vuelo recto y nivelado con velocidad de crucero. Debe tenerse en cuenta que el efecto tuerca no causa directamente la guiñada. El efecto tuerca causa el intento de giro del avión y este a su vez causa la guiñada. En el diseño del avión, esta guiñada no deseada se neutraliza a veces dándole al ala izquierda un ángulo de incidencia ligeramente mayor y por tanto algo más de sustentación.

Estela de la hélice. En inglés “slipstream”, recibe este nombre la masa de aire desplazada hacia atrás por la hélice, cuyo tamaño es el de un cilindro de aproximadamente el diámetro de la hélice. Esta estela recibe un movimiento rotatorio y de traslación (helicoidal) en la misma dirección del giro de la hélice. El resultado es que esta estela incide solo sobre un lado del estabilizador vertical empujando a este hacia la derecha y haciendo que el avión guiñe a la izquierda.

Por otra parte, si el avión es de plano bajo, la estela de la hélice incide sobre la parte inferior del ala izquierda empujándola hacia arriba, mientras que en el ala derecha incide sobre su parte superior empujándola hacia abajo. Este efecto amortigua en parte el mayor peso sobre la rueda izquierda provocado por el efecto tuerca visto antes. Si el avión es de plano alto el efecto es el contrario.

Para compensar esta guiñada, algunos diseñadores desplazan ligeramente el estabilizador vertical, la dirección de empuje del motor, o ambos, respecto del eje longitudinal.

Obviamente, este efecto es más acusado cuanto más rápidamente gira la hélice, o lo que es lo mismo, en aquellas situaciones en que se pone el motor (y la hélice si es de paso variable) al máximo de potencia y

Empuje asimétrico. Este efecto es apenas perceptible en aviones normales y se hace algo más acusado cuando se vuela con grandes ángulos de ataque, baja velocidad y alta potencia. Supongamos un avión con actitud de morro arriba, pero volando horizontal; en este caso, la pala derecha de la hélice (vista desde la cabina) se mueve hacia abajo y un poco hacia adelante respecto de la dirección de vuelo, mientras que la pala izquierda se mueve hacia arriba y un poco hacia atrás. La pala derecha tiene algo más de velocidad relativa que la izquierda lo cual produce un efecto de guiñada a la izquierda. A este empuje asimétrico también se le denomina factor "P".

Precesión giroscópica. Cuando a un objeto girando en el espacio se le aplica una fuerza, el objeto reacciona como si la fuerza se aplicara en la misma dirección, pero en un punto desplazado 90º de donde se aplica la fuerza. Es como reacciona una peonza (o similar) girando cuando se le pone un dedo en un lado.

La masa de aire desplazada por la hélice girando a gran velocidad es susceptible de precesión. Así cuando levantamos, bajamos, desplazamos a la derecha o la izquierda, el morro del avión, tenemos precesión giroscópica sobre la hélice y su estela, lo cual da lugar a guiñada adversa, a la izquierda al empezar a bajar el morro del avión y hacia la derecha al empezar a subirlo.

Resistencia en los alerones. Este efecto, al contrario que los otros, no está provocado por la hélice, sino que es el resultado de la resistencia diferencial y la ligera diferencia de velocidad entre ambas alas al alabear. Sabemos cómo funcionan los alerones en un viraje: un ala sube debido a que tiene más sustentación por el alerón abajo, mientras que la otra baja al tener menos sustentación con el alerón arriba.

Ahora bien, mientras el ala con mayor sustentación tiene más resistencia inducida, el ala con menos sustentación tiene también menos resistencia; esa resistencia “extra” del ala arriba causa que decelere respecto del ala abajo, produciendo que el avión guiñe hacia la primera. Desde la perspectiva del piloto esta guiñada es opuesta a la dirección del alabeo (viraje).

Algunos constructores, ponen remedio a este efecto mediante una deexión diferencial de los alerones, de manera que el alerón que baja lo haga con un ángulo menor que el que sube y compense algo la mayor resistencia inducida del ala con el alerón abajo.

Alerón diferencial. Con este diseño los alerones tienen mayor ángulo de subida que de bajada. Esto produce mayor resistencia en el ala que desciende producido al elevarse su alerón con mayor ángulo que el alerón abajo del ala contraria. Con este diseño se atenúa algo la guiñada adversa, aunque no se elimina.

Alerón Frise. Este tipo de alerón pivota sobre una bisagra de manera tal que su parte delantera se interpone ligeramente en el ujo de aire por debajo del ala, creando con ello una resistencia parásita que ayuda a igualar la mayor resistencia en el ala contraria reduciendo así la guiñada adversa.

Los alerones de tipo Frise también pueden diseñarse para funcionar de manera diferencial. Al igual que el alerón diferencial, el alerón de tipo frise no elimina completamente la desviación adversa.

1.9.2 Cómo corregirla.

Puesto que el timón de dirección es el mando de guiñada, para corregir la guiñada adversa basta con aplicar este mando en sentido contrario al de la guiñada y en proporción suficiente, es decir, presionar el pedal del lado contrario al que guiña el aeroplano. En la mayoría de las ocasiones, salvo en virajes, esta guiñada no deseada se produce hacia el lado izquierdo, por lo que lo habitual es aplicar pie derecho para corregirla.

Lo mismo que las demás superficies de control con bajas velocidades, el timón de dirección es menos efectivo a bajas velocidades y es necesario actuar sobre los mandos respectivos con mayor energía.