Performance ATPL: Teoría general y fuerzas en vuelo
Las Cuatro Fuerzas
En vuelo nivelado y constante, las cuatro fuerzas que actúan sobre la aeronave están en equilibrio:
- Sustentación (L) equilibra al Peso (W).
- $L = W = m \times g$
- Empuje (T) equilibra a la Resistencia (D).
- $T = D$
Características de la Resistencia
La resistencia es la fuerza que se opone al movimiento de la aeronave a través del aire. Tiene dos componentes principales:
1. Resistencia Parásita ($D_p$)
- Causada por la fricción y la resistencia de forma.
- Aumenta con el cuadrado de la velocidad ($V^2$).
- Dominante a altas velocidades.
2. Resistencia Inducida ($D_i$)
- Subproducto de la generación de sustentación (vórtices de punta de ala).
- Disminuye con el cuadrado de la velocidad ($1/V^2$).
- Dominante a bajas velocidades.
Curva de Resistencia Total
La suma de la Resistencia Parásita e Inducida crea una curva en forma de U cuando se grafíca contra la velocidad.
- $V_{MD}$ (Velocidad de Mínima Resistencia): La velocidad en el fondo de la curva donde la Resistencia Total es mínima.
- En $V_{MD}$, la Resistencia Inducida iguala a la Resistencia Parásita.
Empuje vs. Potencia
Es crucial distinguir entre Empuje y Potencia, especialmente para diferentes tipos de motores.
- Empuje ($T$): La fuerza producida por el motor (Newtons o lbs). Importante para aviones Jet (reacción).
- Potencia ($P$): La tasa de realización de trabajo ($P = T \times V$). Importante para aviones de Hélice.
- Potencia Disponible ($P_A$): La potencia que el motor puede entregar.
- Potencia Requerida ($P_R$): La potencia necesaria para vencer la resistencia ($P_R = D \times V$).
Regímenes de Vuelo
Región de Mando Normal
- Velocidades superiores a $V_{MD}$.
- Para volar más rápido, necesitas más empuje/potencia. La resistencia aumenta a medida que aumenta la velocidad.
- Control de velocidad estable.
Región de Mando Inverso (El segundo régimen)
- Velocidades inferiores a $V_{MD}$.
- Para volar más lento, necesitas más empuje/potencia porque la resistencia inducida aumenta rápidamente.
- Control de velocidad inestable (velocidad más baja $\rightarrow$ más resistencia $\rightarrow$ la velocidad disminuye aún más a menos que se añada potencia).