Cita de: Pilgrim (el *****) en Martes 28 Noviembre 2006 00:18:15 AM

Esperando estamos tus valiosísimas aportaciones, José Miguel!!!!!!

Eso, sin lugar a dudas. La opinión de José Miguel es muy tenida en cuenta siempre; además él también esta muy familiarizado con la aeronáutica. Así que ánimo y a postear. Seguro que lo bordas....amigo.

Me vais a permitir que aprovechando este interesante tema, os pegue a continuación un breve artículo que me encargó hace algo más de un mes un conocido periodista (José María Iñigo) para incluir en un libro que publicará en breve, titulado "¿Quién dijo miedo a volar?". Charlando un día con él, me pidió un texto sencillo donde se explicara en lenguaje comprensible la causa por la que un avión es capaz de volar. Aunque el asunto está más cerca de la dinámica de fluidos y la aerodinámica que de la Meteorología, creo, no obstante, que puede ser un buen complemento a alguna de las cosas que ya han ido apareciendo por el topic.

Si más adelante saco otro rato os pondré algo de turbulencia, ya que es un tema que me interesa bastante.

Aquí va el artículo:

¿Por qué vuelan los aviones?

El miedo a volar que experimentan muchas personas se basa en la falsa creencia y el autoconvencimiento de que los aviones, al ser más pesados que el aire, vuelan de forma casi milagrosa, desafiando constantemente y de forma temeraria a la implacable fuerza de la gravedad, que irremediablemente empuja hacia abajo a cualquier objeto presente en la atmósfera.
Conviene recordar que las fases más críticas de un vuelo son el despegue y el aterrizaje, ya que en las cercanías del suelo la maniobrabilidad del avión depende en gran medida de la destreza del piloto (factor humano) y de la respuesta de los motores; por el contrario, en la fase de crucero, volando a varias decenas de miles de pies de altitud, podemos estar seguros de que el avión no caerá, ya que lo impide la fuerza ascensional resultante de la interacción de la aeronave con el flujo de aire al que se enfrenta. En la aerodinámica, por tanto, reside la clave del asunto.
Las alas de un avión se elevan cuando incide sobre ellas una corriente de aire. Al desplazarse una aeronave a gran velocidad por el medio atmosférico, se consigue sobre las alas un efecto de succión hacia arriba que compensa el peso de todo el aparato, lo que garantiza la sustentación de los aviones.
El aire que continuamente va interceptando el avión a su paso, al llegar a las alas se ve obligado a rodearlas por arriba y por abajo. Las alas de los aviones presentan una ligera curvatura en su parte superior y son perfectamente planas en su base, de manera que el aire recorre más espacio por el lado de arriba que por el de abajo, por lo que para que ambos flujos se encuentren al mismo tiempo en el borde trasero de cada ala, las moléculas de aire de la parte superior deben desplazarse a mayor velocidad que las que se deslizan junto a la base plana, compensándose así el mayor recorrido.
La misma cantidad de aire pero desplazándose a más velocidad, implica una menor densidad de moléculas de aire arriba que abajo, y en consecuencia la formación de un área de baja presión sobre las alas de los aviones en vuelo, que provoca la succión hacia arriba antes apuntada.
En la atmósfera, los movimientos de aire siempre se dirigen desde las zonas de alta presión (manantiales) hacia las de baja (sumideros). Una baja presión, depresión o borrasca sería algo parecido al desagüe de la bañera de casa. Si con la bañera llena quitamos el tapón, a causa de la succión, el agua se arremolina en torno al desagüe hasta colarse por completo. En la atmósfera pasa lo mismo, las zonas de baja presión, como las generadas sobre las alas de los aviones, se rellenan constantemente de aire procedente de zonas de alta presión. Como en nuestro caso de estudio el propia ala queda situada entre la zona de baja presión (arriba) y la de alta (abajo), el resultado final es un desplazamiento hacia arriba de la misma. La gran envergadura de las alas genera la fuerza ascensional necesaria para compensar con creces el peso de la aeronave.

José Miguel Viñas
Meteorólogo y profesor de Meteorología Aeronáutica

Un saludo y enhorabuena a todos por vuestras aportaciones al topic.

Al hilo de lo que comenta Spissatus, si alguien quiere meterse "más en profundidad" acerca de perfiles aeronáuticos y cómo se comportan respecto a los fluidos, sólo tiene que poner en google.es "perfiles NACA" (incluídas las comillas).

Salud, y buena digestión.................




En breve tengo pensado hablar por aquí de turbulencia vertical en térmicas. Comportamiento, causas, formas de evitarlas/aprovecharse de ellas,...............

A ver si saco un ratín...........

Saludos.
Estupendo José Miguel.......Muchas gracias por aportar tu granito de arena y que no sea la última vez. Genial la explicación de porqué se sustentan los aviones.......

En cuanto tenga un poco de tiempo pondré algo sobre "cizalladura", uno de los peligros tambien muy importantes durante el despegue o el aterrizaje.

Hasta pronto

este topic huele muy bien...a sala de lectura mínimo 

Cita de: chicho nevadensis en Miércoles 29 Noviembre 2006 13:32:14 PM
este topic huele muy bien...a sala de lectura mínimo 

Lo mismo digo 

Interesantisimo lo de las zonas de alta y baja presión de las alas.
Saludos

Gracias a todos.
Muy currado el topic

EL VIENTO Y LA NAVEGACION AEREA

No pocos accidentes de aviación se han producido durante las maniobras de despegue o poco antes del aterrizaje; el avión ha penetraado en una zona de aire dentro de la cual hay una brusca variación de la velocidad o de la dirección del viento en la vertical, o ambas cosas a la vez. Estos cambios de viento con la altura, denominados "cizalladura" pueden tener distintos orígines, como:

- Tormentas
- Frente en las proximidades del aeropuerto
- Influencias geográficas
- Inversión de temperatura
- Vientos locales

En las tormentas existen variaciones de la velocidad y dirección del viento en las capas próximas al suelo y por ello son más difíciles de preveer, debido a que el aire está sometido a las ascendencias debidas a una convección intensa, y las descendencias que provoca la caída de la precipitación, todo ello en zonas yustapuestas y a veces superpuestas.

Es más fácil preveer cuál puede ser el gradiente vertical del viento delante de un frente cálido o detrás de un frente frio, que aparezcan en un mapa meteorológico de superficie. El viento, arriba, por encima de la superficie frontal, sopla casi paralelo a las líneas isobaras que aparecen trazadas en dicho mapa dentro del sector cálido, mientras que en el suelo (debajo de la superficie frontal, sopla en la dirección que tienen las isóbaras dibujadas delante del frente cálido o dentras del frente frío (según que caso sea). Se ha comprobado que cuento mayor es la diferencia de temperatura a uno y otro lado del frente, más brusco es el salto de viento y más importante es su gradiente vertical, pudiendo ir acompañadas de una notable turbulencia.

Una inversión de temperatura separa, a menudo, dos capas con regímenes de viento distintos. Por ejemplo, en el interior de un embolsamiento de aire frío pegado al suelo, el aire puede estar en calma, mientras que por encima de esa bolsa fría sopla viento (viento del gradiente) bastante fuerte. Ocurre también que en un espesor de uno o dos kilómetros, el aire frío fluye viniendo del NE, mientras que más arriba, el viento, tiene otra dirección e intensidad.


Cizalladura: Frente cálido (a la izquierda): A=Aeropuerto; viento del S en el suelo y del WSW en altitud (flecha blanca)
Frente frio (a la derecha): B= Aeropuerto; Viento del NW en el suelo y del WSW en altitud (Flecha blanca).

Las influencias orográficas sobre el viento en las capas bajas son, con frecuencia, importantes. Es de citar el efecto canalizador que se observa en los valles. Los efectos de la orografía son a veces muy sorprendentes: A veces se observan vientos muy distintos en llos dos extremos de una misma pista.

Los vientos locales son, las más de las veces, vientos típicamente diurnos y típicamente nocturnos, tales como la brisa de valle o la de mar por el día, o la brisa de ladera o el terral nocturnos; su extensión vertical se limita a algunos cientos de metros solamente por encima del suelo.

(continúa)

EFECTOS DEL VIENTO SOBRE UN AVION EN VUELO

Cuando un avión se mantiene correctamente sobre el eje de la dirección de aproximación de una pista en la que debe aterrizar, es porque su posible deriva ha sido corregida convenientemente (bien de forma manual o con la ayuda del piloto automático o de los dispositivos señalizadores de la pista: ILS, VOLMET, etc). Si el viento no varía durante el descenso el avión hace la maniobra correctamente; pero si por el contrario, penetra en una capa en la que el viento varía notablemente de intensidad y dirección es necesaria una rápida acción sobre los mandos para corregir el rumbo e inclinación del eje de la aeronave, ya que si no el avión se apartará rápidamente del eje de aproximación de la pista. Puede suceder que no se disponga de tiempo suficiente para hacer la corrección necesaria, lo que puede dar lugar a que la longitud de la pista resulte escasa o que el aterrizaje sea malo.

A fin de que las tripulaciones estén en condiciones de prever las maniobras a efectutar, son informadios vía radio del viento que reina en el suelo y de cualquier variación importante, durante la maniobra de aproximación a pista, estando el piloto en condiciones de conocer el viento en altitud gracias a las indicaciones de sus instrumentos de navegación.

Lo más frecuente es que tales variaciones vayan acompañadas de otras en la dirección del viento. Si suponemos que un frente frío acaba de sobrepasar el aeropuerto, el aire cálido que hya encima de la superficie frontal tendrá una dirección SW, mientras que el aire frío de debajo de dicha superficie soplará del cuarto cuadrante (NW). Ocurre a mundo que la transición entre estos dos vientos es muy brusca. Si un avión efectúa en ese mismo momento una maniobra de despegue, va a ascender contra el viento y, a una cierta altura, atravesará la superficie frontal. Si entonces continúa volando sobre la misma línea que traía, la componente del viento en cara va a disminuir bruscamente. Si vira a la izquierda, tendra viento de cara (2); si vira hacia la derecha, quedará por el contrario rapidamente sometido a un viento de cola (3).


1. Viento al comienzo de la aproximación
2. Viento cerca del suelo
3. Al atravesar esta línea, el viento cambia bruscamente de dirección. Si no hay corrección inmediata el avión es desplazado hacia la derecha

Para el ascenso, el piloto adopta (según las tablas de características del avión) una velocidad bien determinada con respecto al aire (TAS). Como inicialmente vuela con viento en cara el avión tiene con relación al suelo una velocidad (GS) menor que la TAS. Si tras haber atravesado la superficie frontal encuentra una componente longitudinal del viento distinta a la de antes, necesitará un cierto tiempo para modificar su velocidad con respecto al suelo, por efecto de la inercia.

Ello significaría que si, por ejemplo, la componente en cara se anula (en el caso de la trayectoria 1) el avión vuela momentáneamente a una velocidad con relación al aire que es igual a la GS precedente, o sea, menor que la TAS adoptada para el ascenso; lo cual comporta una pérdida de sustentación y una disminución de la velocidad ascensional. Esta pérdida de velocidad puede llegar a ser considerable e incluso peligrosa si, como en el caso de un viraje hacia la derecha (representada por la trayectoria nº 3) el avión pasa de tener una componente de viento en cara a otra de viento en cola.

Cita de: FRENTEFRIO en Viernes 01 Diciembre 2006 22:55:17 PM
Para el ascenso, el piloto adopta (según las tablas de características del avión) una velocidad bien determinada con respecto al aire (TAS). Como inicialmente vuela con viento en cara el avión tiene con relación al suelo una velocidad (GS) menor que la TAS. Si tras haber atravesado la superficie frontal encuentra una componente longitudinal del viento distinta a la de antes, necesitará un cierto tiempo para modificar su velocidad con respecto al suelo, por efecto de la inercia.

Ello significaría que si, por ejemplo, la componente en cara se anula (en el caso de la trayectoria 1) el avión vuela momentáneamente a una velocidad con relación al aire que es igual a la GS precedente, o sea, menor que la TAS adoptada para el ascenso; lo cual comporta una pérdida de sustentación y una disminución de la velocidad ascensional. Esta pérdida de velocidad puede llegar a ser considerable e incluso peligrosa si, como en el caso de un viraje hacia la derecha (representada por la trayectoria nº 3) el avión pasa de tener una componente de viento en cara a otra de viento en cola.

Permíteme, con todo el respeto del mundo, corregir un poco estas apreciaciones, que no son incorrectas pero han de ser matizadas. Primero de todo, explicar cuales son las "velocidades" que se usan en aviación y porqué.

IAS: Indicated Air Speed. Velocidad indicada. Es la velocidad que marca directamente el anemómetro (o velocímetro para entendernos) del avión. No es sino su velocidad respecto a la masa de aire que le rodea, y la única que es válida en maniobras cercanas al suelo, como son el despegue y el aterrizaje. Ya veremos más adelante porqué. Esta velocidad se mide por medio de dos presiones: la presión estática (o atmosférica) y la presión dinámica (o de impacto).


CAS: Calibrated Air Speed. Velocidad calibrada. Es la anterior una vez corregidos los errores del instrumento e instalación.

TAS: True Air Speed. Velocidad verdadera. Es la anterior corregida por el efecto de la temperatura y densidad del aire. Por lo tanto, para una misma velocidad indicada (o calibrada), la velocidad verdadera será mayor cuanto más alto volemos. Es la velocidad que sirve para hacer la planificación de vuelo.

GS: Ground Speed. Velocidad sobre el suelo. Es la anterior corregida por el efecto del viento. Un viento de cola hará que nuestra GS sea mayor que la TAS. Un viento de cara tendrá el efecto contrario. Es la velocidad que sirve para los cálculos de tiempo y distancias.



Una vez dicho esto, aclararemos porqué la velocidad importante es la IAS en las fases críticas del vuelo. Esta velocidad no es sino la de la masa del aire que recorre las alas, la responsable de hacer que el plano sustente (ver los comentarios anteriores sobre "Por qué vuelan los aviones?"). Todos los aviones tienen unas velocidades indicadas características de operación. Pongamos un ejemplo sencillo, de un avión ligero. Tendrá una velocidad Vx o velocidad de mejor ángulo de ascenso de por ejemplo 70 nudos. Esto quiere decir que a 70 nudos de indicada el avión es capaz de subir más metros por espacio recorrido. Tendrá también una velocidad Vy o velocidad de mejor régimen de por ejemplo 85 nudos. A esa velocidad subirá más metros por tiempo empleado.

Cómo conseguimos estas velocidades en el avión? Pues estando muy atentos a las indicaciones del anemómetro. Si perdemos velocidad empujamos la palanca de mando para bajar el morro del avión y recuperarla. Si por el contrario nos acelerams más de la cuenta, tiramos de la palanca y levantamos el morro, así se frena el avión.

Lo que interesa en despegue es mantener Vx o mejor ángulo, con el fin de alcanzar altitud de seguridad en el menor espacio posible (altitud es seguridad en el avión en caso de que algo falle). Una vez alcanzada pondremos Vy para llegar cuanto antes a la altitud deseada (el menor tiempo subiendo, el menor combustible gastado en ello).

Una vez en crucero, usaremos las otras velocidades: TAS para saber la velocidad verdadera del avión, ya que la lectura del anemómetro será errónea por el efecto de las bajas temperaturas y densidades de aire en altura. Y la GS para calcular el tiempo que nos supondrá físicamente llegar de un punto a otro.

Está potente el jet sobre el Atlántico Norte.

Estos días se están batiendo records en el campo de la aviación: 1.200 km/h. entre Nueva York y Londres, la velocidad más alta desde que se canceló el Concorde.

http://edition.cnn.com/2015/01/12/travel/new-york-london-record-flight-time/index.html

Cita de: Yeclano en Martes 13 Enero 2015 00:19:43 AM
Está potente el jet sobre el Atlántico Norte.

Estos días se están batiendo records en el campo de la aviación: 1.200 km/h. entre Nueva York y Londres, la velocidad más alta desde que se canceló el Concorde.

http://edition.cnn.com/2015/01/12/travel/new-york-london-record-flight-time/index.html

No ha tardado en ser batido:

Un Airbus 330 ha alcanzado los 1.241 km/h. de media entre Varadero (Cuba) y Oslo.



Igual que los antiguos marinos conocían las corrientes y vientos favorables, como el famoso viaje de Colón a América cogiendo los alisios a la ida y la corriente del golfo a la vuelta, las aerolíneas calculan los trayectos para aprovechar los vientos y minimizar costes.