PERFORMANCE DE AERONAVES

CURSO PRESENTADO POR

ALFREDO RUIZ HURTADO

LIC IA :355

Temas a Tratar:

• Introducción.• Fases Criticas, Factores que afectan al

vuelo• Peso Max. Estructural• Densidad del Aire, Altitud de Presión • Longitud de Pista, Obstáculos en Trayect.• Tablas y Gráficos• Soluciones, Detalles de Aeropuertos• Análisis y Conclusiones

Performance:

El rendimiento de una aeronave, esta sujeto a una serie de condiciones, las cuales bajo ciertas circunstancias limitan la carga útil de una aeronave con el que puede operar desde o hasta un aeropuerto determinado.

Las fases criticas de la operación de un avión, y por ende las más probables a causar una limitación operacional, son:

•El despegue y subsiguiente ascenso

•El aterrizaje y aproximación precedente

Fases Críticas

Los factores contribuyentes a estas limitaciones operacionales por lo general incluyen:

• Peso máximo estructural del avión

• Densidad del aire

• Longitud de la pista

• Obstáculos al trayecto de vuelo

Cabe revisar cada concepto a un nivel especifico mas detallado.

Factores

Peso Máximo Estructural

Como cualquier otro vehículo; un avión no es la excepción en cuanto al peso máximo de carga que puede transportar antes de provocar indebidas exigencias a su estructura. Así; todas las otras condiciones, permitan que el peso sea aumentado, la capacidad estructural del avión tiene la palabra final en cuanto al peso bruto que se le pueda cargar.

Esta limitación se conoce como el Peso Máximo Estructural.

Densidad del Aire

Un avión necesita el movimiento a través del aire para generar la sustentación requerida para emprender el vuelo. La densidad del aire es variable, sujeto a dos condiciones:

• Su presión

• Su temperatura

Mientras menor sea la presión y / o mayor sea la temperatura, menor será la densidad del aire, reduciendo así la capacidad de carga del avión.

Altitud, Presión y Densidad

El efecto predominante sobre la densidad atmosférica es su presión.

Efectos de la Temperatura y la altitud.

La densidad del aire, es quizá el factor simple más importante que afecta al rendimiento del avión, pues influye en la sustentación, la resistencia, el rendimiento del motor y la eficiencia de la hélice. Recordemos que cuanto mayor es la temperatura menor es la densidad; que a menor presión menor densidad, y que a mayor altura le corresponde una menor densidad.

Recordemos:

“Cuando la densidad aumenta, la sustentación y la resistencia aumentan. Cuando la densidad disminuye, la sustentación y la resistencia disminuyen”.

Otros Factores que Afectan la Performa. Pero no es solamente la altitud de

densidad (presión y temperatura) quien afecta al comportamiento del avión . Otros factores también han de ser considerados:

- Viento - Peso - Estado de Pista - Turbulencia en el aire - Obstáculos cercanos

Viento. En el despegue o aterrizaje el viento en cara es positivo: hace mas corta la carrera de despegue o aterrizaje; incrementa el ángulo de ascenso y la senda de descenso; posibilita una mejor liberación de obstáculos; etc... Por el contrario, el viento en cola para estas dos operaciones es negativo; salvo casos de fuerza mayor, nunca debe realizarse un despegue o aterrizaje con viento en cola.Sin embargo, en vuelo de crucero el viento en cara incrementa la resistencia al avance y por tanto el consumo de combustible, mientras que el viento en cola incrementa la velocidad respecto al suelo permitiéndonos llegar antes a nuestro destino.

• Peso.

Estando el C.G. dentro de los límites, es obvio que para levantar y mantener en vuelo un peso mayor se necesita mayor rendimiento del avión que con menos peso. En algunos casos extremos, aeródromos a mucha altitud en un día con temperatura y humedad muy altas, puede suceder que el peso suponga un problema tal que no sea posible el despegue.

Un buen piloto, conoce lo que puede y no puede esperar del avión, y en condiciones normales no necesita echar mano de las tablas. Pero ese mismo piloto, reconoce cuando las condiciones son desfavorables y antes de correr un riesgo, aunque sea mínimo, consulta con las tablas, sobre todo en la maniobra que puede volverse más critica con un bajo rendimiento del avión: el despegue y ascenso posterior.

Estado de la pista. En las operaciones de despegue y aterrizaje, el

estado de la pista y su gradiente (cuesta arriba o cuesta abajo) puede tener una gran influencia. Una pista de hierba, tierra o grava, mojada, etc.. produce mayor resistencia al movimiento del avión que una pista asfaltada y seca. Esto implica una carrera de despegue más larga y por tanto la necesidad de una mayor longitud de pista para despegar.Naturalmente, una pista cuesta arriba alarga la carrera de despegue y acorta la de aterrizaje. De la misma manera una pista cuesta abajo acorta la carrera de despegue y alarga la de aterrizaje.

Turbulencia en el Aire.

Las turbulencias formadas por vientos fuertes u otras condiciones atmosféricas pueden afectar al despegue, ya que la velocidad de perdida aumentará debido a las ráfagas incontroladas de viento.

Una turbulencia MUY IMPORTANTE, que el Piloto de un avión ligero debe conocer, es la originada por el despegue y aterrizaje de aviones grandes

Obstáculos Cercanos.

La proximidad de obstáculos a la senda de despegue afecta a la performance del avión ya que, si bien es posible que realice el despegue de la pista, puede suceder que su capacidad de ascenso después sea tan limitada que no pueda sobrepasar los obstáculos próximos. En este tipo de aviones se consideran los obstáculos que existen en el despegue hasta 50 pies y el Piloto debe planificar

El despegue de modo que sobrepase sin problemas los obstáculos de 50 pies de altura

Longitud de PistaUn avión debe acelerar a lo largo de una pista hasta disponer de la velocidad adecuada que le permitirá despegar.

Similarmente, al aterrizar el avión requiere de pista para frenar.

Condiciones del peso del avión; y la densidad del aire harán variar los valores de la distancia de pista requerida día a día para estas operaciones. El requerimiento de pista no deberá exceder la longitud de pista disponible.

Obstáculos a la Trayectoria

Posterior a un despegue el avión debe poder aumentar su altura previsiblemente. La gradiente de los “segmentos” de este ascenso debe asegurar que el avión pueda franquear cualquier obstáculo vertical que este ubicado a lo largo de la trayectoria.

Análisis de Despegue.

La información de despegue suele proporcionarse bajo las formas de tablas ó de gráficos.

El cálculo de despegue es imprescindible en campos muy elevados o en pistas comprometidas y cortas.

Las tablas permiten el cálculo de la distancia de despegue, también las condiciones de flaps retraídos, pista seca ó mojada etc.

Performance en Crucero.

El Manual de vuelo proporciona información sobre las performances de avión en crucero, indicando el régimen de combustible consumido, la velocidad verdadera, la autonomía y el alcance según las distintas potencias de motor y ajustes de revoluciones

Performance en el Aterrizaje. El manual de vuelo del avión proporciona

información sobre la performance del aterrizaje. Sin embargo, y puesto que en esta maniobra la intervención personal del piloto, el ser mas ó menos “fino” etc. Es tan importante, los cálculos obtenidos en las tablas. Si bien responden al caso de un aterrizaje perfecto, pueden presentar grandes diferencias.

La información contiene, la velocidad de aproximación, configuración de flaps, pista necesaria, condición de esta….. etc

Presentar Detalles de Aeropuertos y

Aeródromos del Perú

Soluciones...

Mientras más pesado sea el avión, o menos denso sea el aire:

• Mas pista será utilizada para despegar

• Menor gradiente de ascenso existirá

Si se calcula que un avión a un peso determinado no podrá cumplir con los requisitos de pista o ascenso, una reducción de peso normalmente le permitirá cumplir. La penalidad es que el avión no podrá utilizar el 100% de su capacidad normal de carga.

Aeropuertos

Existen aeropuertos que causan limitación al peso de despegue con mucha frecuencia. Por lo general, tienen una o mas de las siguientes características:

• Son aeropuertos de alta elevación

• La temperatura ambiental es alta

• La pista es relativamente corta

• Existen obstáculos significativos, como montañas por ejemplo, en los trayectos de ascenso y / o aproximación que deben ser superados.

Análisis

El fabricante de una aeronave proporciona al operador un manual de las propiedades del avión y su rendimiento en diversas condiciones. Así el usuario puede determinar antes de despegar si el avión es capaz de efectuar el vuelo con seguridad. El análisis toma en cuenta todas las condiciones anteriormente mencionadas, y el operador puede deducir cual será el límite que se impone sobre la carga del avión para un determinado aeropuerto.

Conclusión• El operador de una aeronave debe cerciorarse que su avión pueda cumplir con las normas de seguridad operacional previo a emprender un vuelo.

• El diseño de un aeropuerto debe considerar los factores que pueden limitar la operación de los tipos de aviones que estarán utilizándolo en el futuro a fin de evitar que estos sean penalizados excesivamente.

• Aviones severamente limitados dificultan el equilibrio de costos / ingresos para la empresa y causan inconvenientes para los pasajeros.

Apéndice “a”

Atmósfera Internacional Estándar (ISA) describe las parámetros referenciales del aire a partir de:

• Nivel promedio de mar

• Temperatura: 15º C

• Presión: 29,92” Hg.

• Densidad: 1,225 Kg./m3

Y lapsos por cada 1.000 ft (305 m) ascendidos

• -2º C

• -1” Hg.

• -0,0335 Kg./m3

Apéndice “a”Ejemplo:

Para calcular la temperatura ISA a un nivel específico (por ejemplo 9500 ft de altitud):

15 – ((Alt / 1000) x 2)

15 – ((9500/1000) x 2) = -4ºC

Si la temperatura real a 9500 ft es de 12º C, existe una desviación de temperatura real relativo a la ISA. Se calcula la relatividad como sigue:

Temp real – ISA para nivel

12 – (-)4 = 16, por lo tanto, ISA + 16.

Asimismo es primordial conocer con certeza en que categoría ha sido certificado el aeroplano (Normal, Utility, Acrobatic). Nunca debemos pretender obtener del aparato un comportamiento y unas capacidades para el cual no ha sido preparado. En el manual de operación de cada avión se especifican las limitaciones según su certificación

Normal    : 3.8 G. Utility     : 4.4 G. Acrobatic: 6 G.

• Normal: 3.8 G.

• Utility     : 4.4 G.

• Acrobatic: 6 G.

El Piloto debe conocer como esta certificado su avión y no tratar de obtener un comportamiento para el que no ha sido concebido

El avión se certifica según la atmosfera estándar. Cualquier diferencia entre la atmosfera real de un día y la estándar tienen consecuencias sobre la performance del avión

Performance de la aeronave c/ respecto

Al Viento.

Puesto que el viento de cara ó de cola es uno de los elementos más decisivos en un despegue ó aterrizaje. El Piloto debe conocer COMO transformar la información de viento proporcionada por la Torre en viento de cara.

La Torre proporciona una dirección e intensidad del viento. La pista de aterrizaje tiene una dirección determinada.

En caso de no coincidir ambas, será necesario hallar la componente de viento frontal y la componente de viento perpendicular

Breafing de Vuelo.

Información muy importante antes del vuelo proporcionada por el EOV a la Tripulación Técnica de la aeronave donde abarca análisis de Navegación, meteorología, reportes meteorológicos, Notam, etc.

Presentar Formatos de Breafing