Un avión de ala fija es una máquina voladora más pesada que el aire , como un avión , que es capaz de volar utilizando sustentación aerodinámica . Los aviones de ala fija se diferencian de los aviones de ala giratoria (en los que un rotor montado sobre un eje giratorio genera sustentación) y de los ornitópteros (en los que las alas oscilan para generar sustentación). Las alas de un avión de ala fija no son necesariamente rígidas; Las cometas, las alas delta , los aviones de ala de barrido variable y los aviones que utilizan la transformación de alas se clasifican como de ala fija.
Los aviones de ala fija, incluidos los planeadores de vuelo libre y las cometas atadas , pueden utilizar el aire en movimiento para ganar altitud. Las aeronaves propulsadas de ala fija (aviones) que obtienen empuje hacia adelante gracias a un motor incluyen parapentes propulsados , alas delta propulsadas y vehículos de efecto suelo . La mayoría de los aviones de ala fija son operados por un piloto , pero algunos no están tripulados y se controlan de forma remota o autónoma.
Las cometas se utilizaban hace aproximadamente 2.800 años en China, donde se disponía de materiales para construir cometas. Es posible que se hayan volado cometas de hojas antes en lo que hoy es Sulawesi , basándose en su interpretación de las pinturas rupestres de la cercana isla Muna . [1] Al menos en el año 549 d.C. volaban cometas de papel, según se registró ese año, una cometa de papel se utilizó como mensaje para una misión de rescate. [2] Fuentes chinas antiguas y medievales informan que las cometas se usaban para medir distancias, probar el viento, levantar hombres, hacer señales y comunicarse para operaciones militares. [2]
Marco Polo trajo las historias de cometas a Europa a finales del siglo XIII, y los marineros de Japón y Malasia trajeron cometas en los siglos XVI y XVII. [3] Aunque inicialmente se consideraron curiosidades, en los siglos XVIII y XIX las cometas se utilizaban para investigaciones científicas. [3]
Alrededor del año 400 a. C. en Grecia , se decía que Arquitas había diseñado y construido el primer dispositivo volador autopropulsado, con forma de pájaro e impulsado por un chorro de lo que probablemente era vapor, que se dice que voló unos 200 m (660 pies). [4] [5] Esta máquina pudo haber quedado suspendida durante su vuelo. [6] [7]
Uno de los primeros intentos con planeadores fue el del monje Eilmer de Malmesbury, del siglo XI , que fracasó. Un relato del siglo XVII afirma que el poeta del siglo IX Abbas Ibn Firnas hizo un intento similar, aunque ninguna fuente anterior registra este evento. [8]
En 1799, Sir George Cayley expuso el concepto del avión moderno como una máquina de ala fija con sistemas de sustentación, propulsión y control. [9] [10] Cayley construía y volaba modelos de aviones de ala fija ya en 1803, y construyó un exitoso planeador para transporte de pasajeros en 1853. [11] En 1856, el francés Jean-Marie Le Bris realizó el primer vuelo con motor. , hizo remolcar su planeador L'Albatros artificiel por un caballo a lo largo de una playa. [12] En 1884, el estadounidense John J. Montgomery realizó vuelos controlados en un planeador como parte de una serie de planeadores que construyó entre 1883 y 1886. [13] Otros aviadores que realizaron vuelos similares en ese momento fueron Otto Lilienthal , Percy Pilcher y protegidos de Octave Chanute .
En la década de 1890, Lawrence Hargrave realizó una investigación sobre las estructuras de las alas y desarrolló una cometa tipo caja que levantaba el peso de un hombre. Sus diseños fueron ampliamente adoptados. También desarrolló un tipo de motor de avión rotativo, pero no creó un avión propulsado de ala fija. [14]
Sir Hiram Maxim construyó una nave que pesaba 3,5 toneladas y tenía una envergadura de 34 metros (110 pies) propulsada por dos motores de vapor de 360 caballos de fuerza (270 kW) que impulsaban dos hélices. En 1894, su máquina fue probada con rieles elevados para evitar que se elevara. La prueba demostró que tenía suficiente sustentación para despegar. La nave era incontrolable y Maxim abandonó el trabajo en ella. [15]
Los vuelos de los hermanos Wright en 1903 con su Flyer I son reconocidos por la Fédération Aéronautique Internationale (FAI), el organismo de normalización y mantenimiento de registros de la aeronáutica , como "el primer vuelo sostenido y controlado con un motor más pesado que el aire". [16] En 1905, el Wright Flyer III era capaz de realizar vuelos estables y totalmente controlables durante períodos sustanciales.
En 1906, el inventor brasileño Alberto Santos Dumont diseñó, construyó y pilotó un avión que estableció el primer récord mundial reconocido por el Aéro-Club de France al volar de 14 a 220 metros (720 pies) en menos de 22 segundos. [17] El vuelo fue certificado por la FAI. [18]
El diseño del Bleriot VIII de 1908 fue uno de los primeros diseños de avión que tenía la moderna configuración de tractor monoplano . Tenía superficies de cola móviles que controlaban tanto la guiñada como el cabeceo, una forma de control de balanceo proporcionada ya sea por alabeo del ala o por alerones y controlado por su piloto con un joystick y una barra de timón. Fue un importante predecesor de su posterior avión Bleriot XI que cruzó el Canal del verano de 1909. [19]
La Primera Guerra Mundial inició el uso de aviones como armas y plataformas de observación. La primera victoria aérea conocida con un avión de combate armado con ametralladora sincronizada se produjo en 1915, pilotado por el teniente alemán de la Luftstreitkräfte Kurt Wintgens . Aparecieron ases de combate ; el mayor (por número de victorias aéreas) fue Manfred von Richthofen . [ cita necesaria ]
Alcock y Brown cruzaron el Atlántico sin escalas por primera vez en 1919. Los primeros vuelos comerciales viajaron entre Estados Unidos y Canadá en 1919. [ cita necesaria ]
La llamada Edad de Oro de la Aviación se produjo entre las dos Guerras Mundiales, durante la cual se actualizaron las interpretaciones de avances anteriores. Las innovaciones incluyen las estructuras de aire totalmente metálicas de Hugo Junkers en 1915, que llevaron a aviones multimotor de hasta 60 metros de envergadura a principios de la década de 1930, la adopción del motor radial en su mayoría refrigerado por aire como un práctico motor de avión junto con el V-12. motores de aviación refrigerados por líquido y vuelos cada vez más largos, como el del Vickers Vimy en 1919 , seguido meses después por el vuelo transatlántico NC-4 de la Marina de los EE. UU .; culminando en mayo de 1927 con el vuelo transatlántico en solitario de Charles Lindbergh en el Spirit of St. Louis, lo que impulsó intentos de vuelo cada vez más largos.
Los aviones tuvieron presencia en las principales batallas de la Segunda Guerra Mundial. Fueron un componente esencial de estrategias militares, como la Blitzkrieg alemana o las campañas de portaaviones estadounidenses y japoneses en el Pacífico.
Los planeadores militares se desarrollaron y utilizaron en varias campañas, pero estuvieron limitados por la alta tasa de bajas encontradas. La cometa de rotor Focke-Achgelis Fa 330 Bachstelze (Wagtail) de 1942 se destacó por su uso por los submarinos alemanes .
Antes y durante la guerra, los diseñadores británicos y alemanes trabajaron en motores a reacción . El primer avión a reacción que voló, en 1939, fue el alemán Heinkel He 178 . En 1943, el primer avión de combate operativo, el Messerschmitt Me 262 , entró en servicio en la Luftwaffe alemana . Más adelante en la guerra, el Gloster Meteor británico entró en servicio, pero nunca entró en acción: las velocidades máximas del aire para esa época llegaron a 1.130 km/h (700 mph), con el vuelo récord no oficial a principios de julio de 1944 del cohete alemán Me 163B V18. Prototipo de caza. [20]
En octubre de 1947, el Bell X-1 fue el primer avión en superar la velocidad del sonido, pilotado por Chuck Yeager . [21]
En 1948-1949, los aviones transportaron suministros durante el bloqueo de Berlín . Durante la Guerra Fría se produjeron nuevos tipos de aviones, como el B-52 .
El primer avión de pasajeros , el De Havilland Comet , se introdujo en 1952, seguido por el Tupolev Tu-104 soviético en 1956. El Boeing 707 , el primer avión comercial de gran éxito, estuvo en servicio comercial durante más de 50 años, desde 1958 hasta 2010. El Boeing 747 fue el avión de pasajeros más grande del mundo desde 1970 hasta que fue superado por el Airbus A380 en 2005. El avión de mayor éxito es el Douglas DC-3 , un avión de pasajeros bimotor mediano que ha estado en servicio desde 1936 y es todavía se utiliza para paracaidismo y otros vuelos recreativos. Algunas de las miles de versiones encontraron otros propósitos, como el AC-47 , un helicóptero de combate de la época de la guerra de Vietnam , que todavía se utiliza en algunos ejércitos. [ cita necesaria ]
Un avión (avión o avioneta) es una aeronave propulsada de ala fija propulsada por el empuje de un motor a reacción o hélice . Los aviones vienen en muchos tamaños, formas y configuraciones de alas. Los usos incluyen recreación, transporte de bienes y personas, militares e investigación.
Un hidroavión (hidroavión) es capaz de despegar y aterrizar (aterrizar) en el agua. Los hidroaviones que también pueden operar desde tierra firme son una subclase denominada aviones anfibios . [22] Los hidroaviones y los anfibios se dividen en dos categorías: hidroaviones y hidroaviones .
Muchas formas de planeadores pueden incluir una pequeña central eléctrica. Éstas incluyen:
Un vehículo de efecto suelo (GEV) vuela cerca del terreno, aprovechando el efecto suelo : la interacción entre las alas y la superficie. Algunos GEV pueden volar a mayor altura fuera del efecto suelo (OGE) cuando es necesario; se clasifican como aviones propulsados de ala fija. [26]
Un planeador es una nave más pesada que el aire cuyo vuelo libre no requiere motor. Un planeador es un planeador de ala fija diseñado para elevarse, ganar altura mediante corrientes de aire ascendentes y volar durante largos períodos.
Los planeadores se utilizan principalmente para recreación, pero se han utilizado para fines como la investigación aerodinámica, la guerra y la recuperación de naves espaciales.
Los planeadores a motor están equipados con un sistema de propulsión limitado para el despegue o para prolongar la duración del vuelo.
Como es el caso de los aviones, los planeadores vienen en diversas formas con alas, eficiencia aerodinámica, ubicación del piloto y controles variados.
Los planeadores grandes suelen flotar en el aire mediante un avión de remolque o un cabrestante . Los planeadores militares se han utilizado en combate para transportar tropas y equipos, mientras que los planeadores especializados se han utilizado en investigaciones atmosféricas y aerodinámicas . Aviones espaciales y aviones propulsados por cohetes han realizado aterrizajes sin motor similares a los de un planeador.
Los planeadores y planeadores que se utilizan para el deporte del vuelo sin motor tienen una alta eficiencia aerodinámica. La relación elevación-arrastre más alta es 70:1, aunque lo común es 50:1. Después del despegue, se puede ganar mayor altitud aprovechando hábilmente el aire ascendente. Se han conseguido vuelos de miles de kilómetros a velocidades medias superiores a los 200 km/h.
Un ejemplo a pequeña escala de planeador es el avión de papel. Una hoja de papel común y corriente se puede doblar con bastante facilidad hasta darle una forma aerodinámica; su baja masa en relación con su superficie reduce la sustentación necesaria para volar, lo que le permite planear cierta distancia.
Los planeadores y planeadores comparten muchos elementos de diseño y principios aerodinámicos con los aviones propulsados. Por ejemplo, el Horten H.IV era un planeador de alas voladoras sin cola , y el transbordador espacial con alas delta planeaba durante su fase de descenso. Muchos planeadores adoptan superficies de control e instrumentos similares a los de los aviones.
La principal aplicación de los aviones planeadores modernos es el deporte y la recreación.
Los planeadores se desarrollaron en la década de 1920 con fines recreativos. A medida que los pilotos comenzaron a comprender cómo utilizar el aire ascendente, se desarrollaron planeadores con una alta relación de sustentación y resistencia . Esto permitió que la nave se deslizara hacia la siguiente fuente de " sustentación ", aumentando su alcance. Esto dio origen al popular deporte del vuelo sin motor .
Los primeros planeadores se construían principalmente de madera y metal, y luego fueron reemplazados por materiales compuestos que incorporaban fibras de vidrio, carbono o aramida . Para minimizar la resistencia , estos tipos tienen un fuselaje aerodinámico y alas largas y estrechas que incorporan una alta relación de aspecto . Hay disponibles planeadores monoplaza y biplaza.
Inicialmente, el entrenamiento se realizaba mediante "saltos" cortos en planeadores primarios , que no tienen cabina y cuentan con instrumentos mínimos. [27] Desde poco después de la Segunda Guerra Mundial, el entrenamiento se realiza en planeadores biplaza de doble control, pero los biplaza de alto rendimiento pueden realizar vuelos largos. Originalmente se utilizaban patines para aterrizar, posteriormente sustituidos por ruedas, a menudo retráctiles. Los planeadores conocidos como planeadores a motor están diseñados para vuelos sin motor, pero pueden desplegar motores de pistón , rotativos , a reacción o eléctricos . [28] La FAI clasifica los planeadores para competiciones en clases de competición de planeadores principalmente en función de la envergadura y los flaps.
La FAI ha definido una clase de planeadores ultraligeros, incluidos algunos conocidos como planeadores microlift y otros conocidos como sillas de aire, en función del peso. Son lo suficientemente livianos para transportarlos fácilmente y pueden volar sin licencia en algunos países. Los planeadores ultraligeros tienen un rendimiento similar al delta , pero ofrecen cierta seguridad en caso de colisión, ya que el piloto puede sujetarse a un asiento vertical dentro de una estructura deformable. El aterrizaje suele realizarse sobre una o dos ruedas, lo que distingue a estas embarcaciones de los alas delta. La mayoría son construidos por diseñadores y aficionados individuales.
Los planeadores militares se utilizaron durante la Segunda Guerra Mundial para transportar tropas ( infantería planeadora ) y equipo pesado a las zonas de combate. Los planeadores fueron remolcados en el aire y la mayor parte del camino hasta su objetivo mediante aviones de transporte, por ejemplo el C-47 Dakota , o por antiguos bombarderos que habían sido relegados a actividades secundarias, por ejemplo el Short Stirling . La ventaja sobre los paracaidistas era que se podía aterrizar equipo pesado y que las tropas se reunieran rápidamente en lugar de dispersarse sobre una zona de lanzamiento de paracaídas . Los planeadores fueron tratados como desechables, construidos con materiales económicos como la madera, aunque algunos se reutilizaron. En la época de la Guerra de Corea , los aviones de transporte se habían vuelto más grandes y más eficientes, de modo que incluso los tanques ligeros podían ser lanzados en paracaídas, lo que dejó obsoletos a los planeadores.
Incluso después del desarrollo de los aviones propulsados, los planeadores continuaron utilizándose para la investigación aeronáutica . El ala flexible Paresev Rogallo de la NASA fue desarrollada para investigar métodos alternativos de recuperación de naves espaciales. Aunque esta aplicación fue abandonada, la publicidad inspiró a los aficionados a adaptar el perfil aerodinámico de ala flexible para alas delta.
La investigación inicial sobre muchos tipos de naves de ala fija, incluidas alas volantes y cuerpos elevadores, también se llevó a cabo utilizando prototipos sin motor.
Un ala delta es un avión planeador en el que el piloto está suspendido en un arnés suspendido del marco del aire y ejerce control cambiando el peso del cuerpo en oposición a un marco de control. Las alas delta suelen estar hechas de una aleación de aluminio o un ala de tela con estructura compuesta . Los pilotos pueden volar durante horas, ganar miles de metros de altitud en corrientes térmicas ascendentes, realizar acrobacias aéreas y deslizarse a campo traviesa durante cientos de kilómetros.
Un parapente es un planeador ligero, de vuelo libre, despegado con el pie y sin cuerpo rígido. [29] El piloto está suspendido en un arnés debajo de un ala de tela hueca cuya forma está formada por sus líneas de suspensión. El aire que entra por las rejillas de ventilación en la parte delantera del ala y las fuerzas aerodinámicas del aire que fluye sobre el exterior impulsan la nave. El parapente suele ser una actividad recreativa.
Un avión de papel es un avión de juguete (normalmente un planeador) hecho de papel o cartón.
Los modelos de aviones planeadores son modelos de aviones que utilizan materiales livianos como poliestireno y madera de balsa . Los diseños van desde simples aviones planeadores hasta modelos a escala precisos , algunos de los cuales pueden ser muy grandes.
Las bombas planeadoras son bombas con superficies aerodinámicas para permitir una trayectoria de vuelo deslizante en lugar de balística. Esto permite que los aviones de stand-off ataquen un objetivo desde la distancia.
Una cometa es un avión atado que se mantiene en el aire gracias al viento que sopla sobre sus alas. [30] La alta presión debajo del ala desvía el flujo de aire hacia abajo. Esta deflexión genera resistencia horizontal en la dirección del viento. El vector de fuerza resultante de los componentes de la fuerza de elevación y arrastre se opone a la tensión de la correa .
Las cometas se vuelan principalmente con fines recreativos, pero tienen muchos otros usos. Los primeros pioneros, como los hermanos Wright y JW Dunne, a veces volaban un avión como una cometa para confirmar sus características de vuelo, antes de agregarle un motor y controles de vuelo.
.jpg/1280px-Chinese_dragon_kite_(Berkeley,_California_-_2000).jpg)
Las cometas se han utilizado para señalización, entrega de municiones y observación , elevando a un observador sobre el campo de batalla y utilizando fotografía aérea con cometas .
Las cometas se han utilizado con fines científicos, como el famoso experimento de Benjamin Franklin que demostró que los rayos son electricidad . Las cometas fueron las precursoras de los aviones tradicionales y fueron fundamentales en el desarrollo de las primeras naves voladoras. Alexander Graham Bell experimentó con grandes cometas levantadas por hombres , al igual que los hermanos Wright y Lawrence Hargrave . Las cometas tuvieron un papel histórico en el levantamiento de instrumentos científicos para medir las condiciones atmosféricas para el pronóstico del tiempo .
Las cometas se pueden utilizar para transportar antenas de radio. Este método se utilizó para la estación receptora de la primera transmisión transatlántica de Marconi . Los globos cautivos pueden ser más convenientes para tales experimentos, porque las antenas transportadas por cometas requieren viento fuerte, que puede no siempre estar disponible con equipo pesado y un conductor de tierra.
Las cometas se pueden utilizar para transportar fuentes de luz, como palos de luz o luces que funcionan con baterías.
Las cometas se pueden utilizar para arrastrar personas y vehículos a favor del viento. También se pueden utilizar cometas eficientes de tipo foil, como las cometas a motor, para navegar en ceñida siguiendo los mismos principios que utilizan otras embarcaciones de vela, siempre que las fuerzas laterales en tierra o en el agua se redirijan como ocurre con las quillas, las orzas, las ruedas y láminas de hielo de embarcaciones de vela tradicionales. En las últimas dos décadas se han popularizado los deportes de kitesurf , como el kitesurf , el kitesurf , el kitesurf y el kitesurf. El kite en la nieve también es popular.
La navegación con kitesurf abre varias posibilidades que no están disponibles en la navegación tradicional:
Los proyectos de investigación y desarrollo investigan cometas para aprovechar las corrientes de viento a gran altura para generar electricidad. [31]
Los festivales de cometas son una forma popular de entretenimiento en todo el mundo. Incluyen eventos locales, fiestas tradicionales y grandes festivales internacionales.
El elemento estructural de un avión de ala fija es la estructura del aire. Varía según el tipo, propósito y tecnología de la aeronave. Los primeros fuselajes de los aviones estaban hechos de madera con superficies de las alas de tela. Cuando los motores estuvieron disponibles para vuelos propulsados, sus soportes estaban hechos de metal. A medida que aumentaban las velocidades, el metal se volvió más común hasta que, al final de la Segunda Guerra Mundial, los aviones totalmente metálicos (y de vidrio) eran comunes. En los tiempos modernos, los materiales compuestos se hicieron más comunes.
Los elementos estructurales típicos incluyen:
.jpg/1280px-Antonov_225_(2010).jpg)
Las alas de un avión de ala fija son planos estáticos que se extienden a ambos lados del avión. Cuando el avión avanza, el aire fluye sobre las alas que tienen forma para crear sustentación.
Las cometas y algunos planeadores y aviones livianos tienen superficies de alas flexibles que se estiran a lo largo de un marco y se vuelven rígidas por las fuerzas de sustentación ejercidas por el flujo de aire sobre ellas. Los aviones más grandes tienen superficies de alas rígidas.
Ya sean flexibles o rígidas, la mayoría de las alas tienen un marco fuerte para darles forma y transferir sustentación desde la superficie del ala al resto de la aeronave. Los principales elementos estructurales son uno o más largueros que van desde la raíz hasta la punta, y nervaduras que van desde el borde anterior (delantero) al borde posterior (trasero).
Los primeros motores de avión tenían poca potencia y el peso ligero era fundamental. Además, las primeras secciones del perfil aerodinámico eran delgadas y no podían soportar una estructura fuerte. Hasta la década de 1930, la mayoría de las alas eran tan frágiles que se añadieron puntales y cables de refuerzo externos. A medida que aumentaba la potencia del motor, las alas podían hacerse lo suficientemente pesadas y fuertes como para que no fuera necesario reforzarlas. Un ala sin refuerzo se llama ala voladiza .
El número y la forma de las alas varían mucho. Algunos diseños combinan el ala con el fuselaje, mientras que las alas izquierda y derecha separadas por el fuselaje son más comunes.
Ocasionalmente se han utilizado más alas, como el triplano de tres alas de la Primera Guerra Mundial. Los cuadruplanos de cuatro alas y otros diseños multiplano han tenido poco éxito.
La mayoría de los aviones son monoplanos , con una o dos alas paralelas. Los biplanos y triplanos apilan un ala encima de la otra. Las alas en tándem colocan un ala detrás de la otra, posiblemente unidas en las puntas. Cuando la potencia del motor disponible aumentó durante las décadas de 1920 y 1930 y ya no se necesitaban refuerzos, el monoplano sin refuerzos o en voladizo se convirtió en la forma más común.
La forma en planta es la forma vista desde arriba/abajo. Para ser aerodinámicamente eficientes, las alas son rectas con una envergadura larga, pero una cuerda corta (alta relación de aspecto ). Para ser estructuralmente eficiente y, por lo tanto, liviano, la envergadura de las alas debe ser lo más pequeña posible, pero ofrecer suficiente área para proporcionar sustentación.
Para viajar a velocidades transónicas , las alas de geometría variable cambian de orientación, inclinándose hacia atrás para reducir la resistencia de las ondas de choque supersónicas. El ala de barrido variable se transforma entre una configuración recta eficiente para despegue y aterrizaje , a una configuración de barrido de baja resistencia para vuelos de alta velocidad. Se han volado otras formas de planta variable, pero ninguna ha pasado de la etapa de investigación. El ala en flecha es un ala recta que se mueve hacia adelante o hacia atrás.
El ala delta tiene una forma triangular que sirve para varios propósitos. Como ala flexible de Rogallo , permite una forma estable bajo fuerzas aerodinámicas y se utiliza a menudo para cometas y otras embarcaciones ultraligeras. Tiene capacidad supersónica y combina alta resistencia con baja resistencia.
Las alas suelen ser huecas y también sirven como tanques de combustible. Están equipadas con flaps , que permiten al ala aumentar/disminuir la resistencia/sustancia, para el despegue y el aterrizaje, y actuando en oposición, para cambiar de dirección.
El fuselaje suele ser largo y delgado, generalmente con extremos cónicos o redondeados para que su forma sea aerodinámicamente suave. La mayoría de los aviones de ala fija tienen un solo fuselaje. Otros pueden tener múltiples fuselajes, o el fuselaje puede estar equipado con brazos a cada lado de la cola para permitir que se utilice la parte trasera extrema del fuselaje.
El fuselaje suele transportar a la tripulación de vuelo , los pasajeros, la carga y, a veces, el combustible y los motores. Los planeadores generalmente omiten combustible y motores, aunque algunas variaciones, como los planeadores a motor y los planeadores con cohetes, los tienen para uso temporal u opcional.
Los pilotos de aviones comerciales tripulados de ala fija los controlan desde el interior de una cabina dentro del fuselaje, generalmente ubicada en la parte delantera/superior, equipada con controles, ventanas e instrumentos, separada de los pasajeros por una puerta segura. En aviones pequeños, los pasajeros normalmente se sientan detrás del piloto en la cabina. Ocasionalmente, un pasajero puede sentarse al lado o delante del piloto. Los aviones de pasajeros más grandes tienen una cabina de pasajeros separada o, en ocasiones, cabinas que están físicamente separadas de la cabina del piloto.
Las aeronaves suelen tener dos o más pilotos, uno al mando general (el "piloto") y uno o más "copilotos". En aviones más grandes, normalmente también hay un navegador sentado en la cabina. Algunos aviones militares o especializados también pueden tener otros miembros de la tripulación de vuelo en la cabina.
Un ala volante es un avión sin cola que no tiene un fuselaje distintivo y que alberga a la tripulación, la carga útil y el equipo en su interior. [32] : 224
La configuración del ala volante fue estudiada extensamente en las décadas de 1930 y 1940, en particular por Jack Northrop y Cheston L. Eshelman en los Estados Unidos, y Alexander Lippisch y los hermanos Horten en Alemania. Después de la guerra, numerosos diseños experimentales se basaron en el concepto de ala volante. El interés general continuó hasta la década de 1950, pero los diseños no ofrecían una gran ventaja en cuanto a alcance y presentaban problemas técnicos. El ala voladora es más práctica para diseños en el rango de velocidad lenta a media y atrajo un interés continuo como diseño de avión de transporte táctico .
El interés por las alas voladoras resurgió en la década de 1980 debido a sus secciones transversales de radar potencialmente bajas . La tecnología furtiva se basa en formas que reflejan las ondas de radar sólo en determinadas direcciones, lo que hace que sea más difícil de detectar. Este enfoque finalmente condujo al bombardero furtivo Northrop B-2 Spirit (en la foto). La aerodinámica del ala volante no es la principal preocupación. Los sistemas de vuelo por cable controlados por computadora compensaron muchos de los inconvenientes aerodinámicos, permitiendo un avión de largo alcance eficiente y estable.
Los aviones con cuerpo de ala combinada tienen un cuerpo aplanado en forma de perfil aerodinámico, que produce la mayor parte de la sustentación para mantenerse en el aire, y estructuras de alas distintas y separadas, aunque las alas están mezcladas con el cuerpo.
Los aviones con alas mixtas incorporan características de diseño tanto del fuselaje como de las alas volantes. Las supuestas ventajas del enfoque de cuerpo de ala combinado son alas eficientes y de gran sustentación y un cuerpo ancho con forma de perfil aerodinámico . Esto permite que toda la nave contribuya a la generación de elevación con una economía de combustible potencialmente mayor.
Un cuerpo elevador es una configuración en la que el cuerpo produce sustentación . A diferencia de un ala volante , que es un ala con un fuselaje convencional mínimo o nulo , un cuerpo sustentable puede considerarse como un fuselaje con poco o ningún ala convencional. Mientras que un ala volante busca maximizar la eficiencia de crucero a velocidades subsónicas eliminando superficies que no se sustentan, los cuerpos sustentadores generalmente minimizan la resistencia y la estructura de un ala para vuelos subsónicos, supersónicos e hipersónicos , o para el reingreso de naves espaciales . Todos estos regímenes de vuelo plantean desafíos para la estabilidad del vuelo.
Los cuerpos elevadores fueron un área importante de investigación en las décadas de 1960 y 1970 como medio para construir naves espaciales tripuladas pequeñas y livianas. Estados Unidos construyó aviones cohete con cuerpo elevador para probar el concepto, así como varios vehículos de reentrada lanzados por cohetes. El interés disminuyó a medida que la Fuerza Aérea de EE. UU. perdió interés en la misión tripulada, y el desarrollo importante terminó durante el proceso de diseño del transbordador espacial cuando quedó claro que los fuselajes muy moldeados dificultaban la instalación de tanques de combustible.
El ala clásica con sección de perfil aerodinámico es inestable en vuelo. Los aviones de alas flexibles a menudo dependen de una línea de anclaje o del peso de un piloto que cuelga debajo para mantener la actitud correcta. Algunos tipos de vuelo libre utilizan un perfil aerodinámico adaptado que es estable u otros mecanismos que incluyen estabilidad artificial electrónica.
Para lograr equilibrio, estabilidad y control, la mayoría de los tipos de ala fija tienen un empenaje que comprende una aleta y un timón que actúan horizontalmente, y un plano de cola y un elevador que actúan verticalmente. Esto es tan común que se le conoce como diseño convencional. A veces hay dos o más aletas espaciadas a lo largo del plano de cola.
Algunos tipos tienen un plano delantero " canard " horizontal delante del ala principal, en lugar de detrás de ella. [32] : 86 [33] [34] Este plano de proa puede contribuir al trimado, la estabilidad o el control de la aeronave, o a varios de ellos.
Las cometas están controladas por una o más ataduras.
Los planeadores y aviones cuentan con sofisticados sistemas de control, especialmente si están pilotados.
Los controles permiten al piloto dirigir la aeronave en el aire y en tierra. Normalmente estos son:
Otros controles comunes incluyen:
Una nave puede tener dos asientos de piloto con controles duales, lo que permite que dos se turnen.
El sistema de control puede permitir una automatización total o parcial, como un piloto automático , un nivelador de alas o un sistema de gestión de vuelo . Una aeronave no tripulada no tiene piloto y se controla de forma remota o mediante giroscopios, computadoras/sensores u otras formas de control autónomo.
En las aeronaves tripuladas de ala fija, los instrumentos proporcionan información a los pilotos, incluido el vuelo , los motores , la navegación , las comunicaciones y otros sistemas de la aeronave que puedan instalarse.
Los seis instrumentos básicos, a veces denominados six pack, son: [35]
Otros instrumentos de cabina incluyen:
Algunos o todos estos instrumentos pueden aparecer en la pantalla de una computadora y operarse con toques, como un teléfono.
En 1799 expuso por primera vez en la historia el concepto de avión moderno. Cayley había identificado el vector de arrastre (paralelo al flujo) y el vector de elevación (perpendicular al flujo).
Pionero inglés de la navegación aérea y la ingeniería aeronáutica y diseñador del primer planeador que logró transportar a un ser humano en el aire. Cayley estableció la configuración moderna de un avión como una máquina voladora de ala fija con sistemas separados de sustentación, propulsión y control ya en 1799.
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace ), pág.51. Toma nota de un acuerdo entre la OACI y la OMI según el cual los WIG quedan bajo la jurisdicción de la Organización Marítima Internacional, aunque existe una excepción para que las naves con un uso sostenido fuera del efecto del suelo (OGE) se consideren aeronaves.
