El factor de carga 4ta parte

Cuando tuve la charla con la gente de AVEX, sin querer, se mencionó un tema que me parece muy interesante, por lo desentendido.

Tiene que ver con los factores de carga y las velocidades del avión. Las velocidades de cálculo, que no por ser de cálculo significa que no haya que respetarlas acusándolas de "empíricas".

Hay dos maneras de no cumplir con el factor de carga (3.8G) que yo estoy pretendiendo que mi avión cumpla:

1. No construir con el dimensionamiento adecuado, o con la estructura adecuada, tal que ocasionaría una falla estructural ANTES de llegar a los 3,8G
2. No cumplir con las velocidades de diseño, lo que ocasionaría una entrada en pérdida ANTES de llegar a los 3.8G

Todo el mundo parece estar convencido que cumplimentar con 3.8G solo aplica a la parte estructural.

Esto no es así.

Incluso, hay algunos experimentados que creen que las velocidades de diseño son solo un tema de "performance" del avión independizándolo así del factor de carga y sus alcances.

VELOCIDAD/FACTOR DE CARGA/PESO es una trilogía que no se pueden desembarazar una de la otra, al igual que lo es el binomio ESPACIO/TIEMPO (aunque todavía haya quienes creen que son independientes).

GRÁFICOS DE RÁFAGAS y maniobras - envolvente de vuelo

Aparte de las ecuaciones presentadas en la segunda parte de este tema, hay más motivos que harán que nuestro alado entre en pérdida o en falla estructural: Estas son las ráfagas.

Las ráfagas no es "viento" continuo....la "ráfaga", son "golpes" de viento en corrientes ascendentes o descendentes con incremento repentino en su velocidad por un corto lapso de tiempo. Resulta que la ráfaga de este tipo, no ayuda, más bien perjudica. Incrementa terriblemente el ángulo de ataque y el factor de carga y dependiendo de la intensidad de la ráfaga, puede llegar a hacernos entrar en pérdida o puede ocasionar una falla estructural.

FAR 23 explica como realizar los gráficos combinados de ráfagas y maniobras, lo que se denomina "envolvente de vuelo", para poder observar en qué situación nos encontraremos en un determinado punto a evaluar.

Honestamente no es algo fácil de resolver, me interesa mas bien entender cómo se interpreta el gráfico y porque tiene tanta importancia.

Siempre que me encuentre volando sobre la parte blanca dentro del gráfico, nunca voy a estar en pérdida ni tampoco voy a ocasionar una falla estructural. Viaje a la velocidad que viaje (me retracto; No va a haber fallo estructural si he construido como corresponde, de acuerdo a la mencionado en la parte 3ra. de este tema).

Es interesante observar que, por ejemplo, a cero "G" nunca me caería al piso, allí estoy en ausencia total de gravedad, es decir, el peso del avión es nulo. Por tanto, a velocidad de cero nudos, y con cero "G" (en el centro de coordenadas)....sigo "flotando" en el aire ya que me encuentro dentro de la zona blanca.

Sepan disculpar, justamente olvidé dibujar el cero en el eje vertical del gráfico.

Pero, en situación normal de 1G, se puede observar que por izquierda del punto azul que representa la primer velocidad "Vs" (velocidad de pérdida) estoy en pérdida de sustentación. Es obvio, ya que estoy hablando de la velocidad de pérdida.

Luego encontramos la velocidad "Va" que es la de maniobra. Se define como aquella velocidad en donde actuando la totalidad del elevador (palanca toda hacia arriba) ocasionaré la entrada en pérdida por alcanzar las 3.8 G ANTES de generar un daño estructural. Observen en el gráfico que a ese factor de carga, subiendo por la línea punteada "Va" estoy justo en el límite entre la pérdida y la falla estructural. Si hago esto volando a un nudo más de velocidad, rompo algo.

Posteriormente, ya en el rango normal de operación, se encuentra la "Vc" velocidad crucero, no mucho más allá de la "Va" y finalmente a la derecha de todo se encuentra la velocidad de picada "Vd". Si aumento la velocidad más allá de la "Vd" (velocidad de nunca exceder) por ejemplo en una picada, nuevamente estaré ocasionando una falla estructural.

Ahora, como no es mi intención explicar todo el gráfico, sino evaluar el efecto del factor de carga respecto de la velocidad y la pérdida, no me interesa detenerme en las lineas azules de las ráfagas ni en otros detalles...me interesa centrarme en lo siguiente:

Además, como se ve, si me cruza una ráfaga de 25 ft/seg...está a milímetros de tirarme al piso (primer línea azul).

Entonces: El factor de carga no implica tan solo construir robusto para que la estructura no falle.

También significa, como he dicho en la charla de AVEX, elegir el motor adecuado, con la reductora adecuada, con la hélice adecuada, tal que al 75/80% de la potencia, pueda, al menos, estar no menos de un 5% por debajo de la velocidad crucero que he calculado.

¿Podría ser que la "Vc" de manual o la marcada en el velocímetro, sea un poco menos de un 5% de la calculada?

Bueno, sí podría. Hay por ejemplo especificaciones de aeronaves que he visto, en donde aclara una supuesta velocidad crucero de "X" Nudos. Si se calcula la velocidad crucero para esa aeronave, se puede comprobar que es mayor a la que especifican.

Entonces, esa no es en verdad la velocidad crucero de diseño, sino mas buen una velocidad menor y no tiene otro fin más que el ahorro de combustible.

No es ilícito. En estos casos, el rango entre la "Vc" y la "Va" es bastante amplio y permite una velocidad intermedia que seguramente es un 10 o un 12% menos que la "Vc" de diseño.

Así por ejemplo si la "Va" fuera de 80 Kts y la "Vc" fuera de 100 Kts, en el manual nos indicarían casi con seguridad "Vc" = 90 kts o incluso 85 Kts. Entonces, la velocidad que nos mencionan, si bien no es la de diseño, se encuentra dentro del rango normal de operación y siempre debe ser superior a la velocidad de maniobra "Va".

Pero esto solo puede hacerse cuando hay un buen margen de kilómetros por hora entre ambas velocidades.

Cada vez que me encuentre volando a una velocidad menor de la velocidad de maniobra, estaré en un verdadero riesgo. La pregunta es:

Vos; ¿Conocés cual es la velocidad de maniobra de tu avión?

Debe haber con seguridad, muchas aeronaves experimentales cuyos pilotos desconocen los alcances de lo que pueden y no pueden hacer en su aeronave. Dado que probablemente están volando a menos velocidad de la que debieran y eso, amigos míos, le pese a quien le pese, se traduce en que ese avión no está listo para soportar las 3.8G, dado que mucho antes, ante una maniobra o una ráfaga, entrará en pérdida.

Y esto también aplica a lo "robusto" de un diseño y no tiene que ver con haber seleccionado un tubo de una pulgada o de media.

Con esto termina el extenso tema del factor de carga. Espero haya sido de utilidad, haya aclarado dudas y también las haya sembrado.

La duda y la curiosidad son las que me han llevado hasta aquí.