El ala de gaviota, también conocida como ala polaca o ala Puławski , es una configuración de ala de avión con una curva prominente en la sección interna del ala hacia la raíz del ala . Su nombre se deriva de las aves marinas a las que se parece y del diseñador de aviones polaco Zygmunt Puławski, quien comenzó a usar este diseño en sus aviones. Numerosos aviones han incorporado este tipo de alas para una amplia gama de propósitos. El ala de gaviota se usaba comúnmente para mejorar la visibilidad en una disposición de ala alta, porque dicha ala podía ser más delgada en el fuselaje y, en teoría, no debería limitar la visión del piloto más que los pilares A de un parabrisas en la carrocería de un automóvil.
Los planeadores fueron los primeros aviones en incorporar el ala de gaviota, comenzando con el Weltensegler en 1921; no fue hasta el récord de Fafnir a finales de esa década que la configuración ganó popularidad. Además de volverse popular durante las siguientes tres décadas entre los planeadores de alto rendimiento, varios aviones terrestres y hidroaviones también adoptaron varias formas de alas de gaviota. Alcanzó especial prominencia en Polonia, donde el diseñador de aviación polaco Zygmunt Puławski desarrolló una gama de aviones de combate a fines de la década de 1920 y principios de la de 1930; en particular, el PZL P.11 , que poseía varias características de vanguardia para la época además de su ala de gaviota montada en lo alto, ha sido descrito como el avión de combate más avanzado de su tipo en el mundo en el momento de su introducción. [1] El PZL P.11 sirvió como el principal avión de combate de Polonia a mediados y fines de la década de 1930, mientras que su desarrollo posterior, el PZL P.24 , sirvió en las fuerzas aéreas de varios países y fue un gran éxito de la industria aeronáutica polaca.
Varios hidroaviones , como el Short Knuckleduster , el Dornier Do 26 y el PBM Mariner , también adoptaron la configuración de ala de gaviota, principalmente porque permitía colocar los motores a mayor altura sobre el agua. Una variante de la configuración estándar, el ala de gaviota invertida , se ha utilizado en numerosos cazas para facilitar el uso de un tren de aterrizaje más corto y proporcionar suficiente distancia al suelo para sus hélices. La característica más distintiva del Junkers Ju 87 Stuka , un avión de ataque terrestre alemán utilizado durante la Segunda Guerra Mundial , es probablemente su configuración de ala de gaviota invertida.
El ala de gaviota se implementó por primera vez en un planeador , específicamente el Weltensegler , que realizó su vuelo inaugural en 1921. Sus alas, que estaban reforzadas externamente, presentaban puntas de ala en flecha con incidencia negativa en relación con el resto del plano principal. [2] El Weltensegler también utilizó un sistema de control único, que consistía en varias poleas y resortes conectados a una sola palanca de control para el piloto, que deformaba las puntas de las alas según las instrucciones del piloto. Este método poco ortodoxo se basaba en que la incidencia cambiaba con el aumento y la liberación de la tensión, y también se esperaba que confiriera una mayor estabilidad en el cabeceo y el balanceo mediante cambios automáticos en la incidencia de la punta del ala; sin embargo, no proporcionó un control directo sobre las puntas de las alas. [2] La carrera de vuelo del Weltensegler fue muy breve, quedando destruido durante la competición de vuelo a vela Rhön de 1921 después de que el ala fallara durante una pronunciada caída en espiral a una velocidad excesiva, lo que provocó la muerte de Willy Leusch, el piloto de pruebas de la compañía del Weltensegler. [3]
Tras la trágica pérdida del Weltensegler, la mayoría de los diseñadores de aeronaves evitaron el ala de gaviota durante casi una década. En 1930, el Fafnir de Alexander Lippisch, que batió récords , representó un regreso de alto perfil para el ala de gaviota, lo que contribuyó a su resurgimiento poco después. El Fafnir presentaba un diedro estabilizador lateral , una característica poco común para los planeadores de la época, que abarcaba aproximadamente el 40 por ciento de la envergadura interna del ala. [4] Lippisch había elegido adoptar esta configuración por su mayor espacio libre en la punta del ala, así como por la creencia infundada de que mejoraría su estabilidad durante los virajes; sin embargo, los estudios han demostrado que las configuraciones normales de alas de gaviota dan como resultado pérdidas de sustentación significativamente menos severas y más fáciles de recuperar. Las alas de gaviota invertidas exhiben el comportamiento de pérdida de sustentación opuesto, pero tanto las alas de gaviota normales como las invertidas impiden la relación sustentación-resistencia y el rendimiento de ascenso. [5]
El rendimiento demostrado por Fafnir, como un vuelo de 220 km (140 mi) entre Wasserkuppe y Magdeburgo a fines de agosto de 1930 que estableció un nuevo récord mundial, animó rápidamente a numerosos diseñadores de aeronaves a realizar sus propias investigaciones sobre el ala de gaviota. [4] [6] En consecuencia, muchos otros planeadores, así como otras plataformas, pronto presentarían también configuraciones de alas similares. Después de haberse convertido en una tendencia de la industria de los planeadores durante la década de 1930, el ala de gaviota siguió siendo una característica básica entre los planeadores de alto rendimiento hasta la década de 1950. [ cita requerida ]
El diseño de ala de gaviota se abrió camino en los hidroaviones a principios de la década de 1930. A medida que aumentaba la potencia del motor, también lo hacía la necesidad de hélices grandes que pudieran convertir eficazmente la potencia en empuje. El ala de gaviota permitió a los diseñadores asegurar una distancia adecuada de la punta de la hélice sobre el agua colocando los motores en el punto más alto del ala. La alternativa era colocar el motor en un pilono. El primer hidroavión que utilizó la configuración de ala de gaviota puede haber sido el Short Knuckleduster , que voló por primera vez en 1933. [7] El Dornier Do 26 , un avión de pasajeros y plataforma de transporte de alta velocidad , del que se construyeron seis aeronaves, realizó su primer vuelo durante 1938. [8] La configuración también se utilizó en los aviones de patrulla marítima PBM Mariner y P5M Marlin de la Armada de los EE. UU . [9] La aparición de aviones a reacción terrestres de largo alcance en la década de 1950 y la posterior desaparición del hidroavión impidieron el uso generalizado del ala de gaviota, aunque todavía se utilizó en algunos diseños de posguerra, como el Beriev Be-12 Chaika (el nombre significa 'gaviota' en ruso). [10]
Ejemplos:
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A finales de la década de 1920, el diseño de ala de gaviota se introdujo en los aviones terrestres. En 1928, el diseñador de aviones polaco Zygmunt Puławski desarrolló el PZL P.1 , un avión de combate experimental ; una innovación importante del PZL P.1 fue su ala de gaviota relativamente alta. [11] En un intento de proteger su nueva disposición de alas, Puławski solicitó una patente asociada para esta disposición de alas durante el año siguiente. [12] La disposición ideada por Puławski se ha denominado "Ala Puławski" o "Ala Polaca". El PZL P.1 dio lugar a un modelo de producción, el PZL P.7 , del que se produjeron 149 entre 1932 y 1933. [13]
El ala de gaviota se utilizó para mejorar la visibilidad en una disposición de ala alta, porque dicha ala podía ser más delgada en el fuselaje y, en teoría, no debería limitar la visión del piloto más que los pilares A de un parabrisas en la carrocería de un automóvil. Se utilizó en múltiples aviones de combate, incluidos el PZL P.11 y el Polikarpov I-15 soviético . El PZL P.11 fue una mejora adicional del PZL P.7 que estuvo en producción durante la década de 1930. Poseía varias características de vanguardia para la época además del ala de gaviota montada en altura, como su estructura completamente metálica y su exterior de metal; según el autor de aviación Jerzy Cynk, el P.11 fue considerado comúnmente como el avión de combate más avanzado de su tipo en el mundo en el momento de su introducción. [1] El P.11 sirvió como el principal avión de combate de Polonia durante mediados y fines de la década de 1930, participando en la campaña polaca de 1939 para resistir una invasión de la vecina Alemania nazi . Como consecuencia de los rápidos avances aeronáuticos realizados a finales de la década de 1930, el P.11 fue superado por cazas más nuevos, como el Messerschmitt Bf 109, al comienzo del conflicto. [1]
Ejemplos:
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Durante la década de 1930, se desarrolló un derivado del diseño estándar, conocido como ala de gaviota invertida . Se utilizó principalmente en aviones militares monomotor con motores cada vez más potentes. Antes de que se utilizaran las hélices contrarrotativas , estas potencias requerían hélices de mayor diámetro, pero se debía mantener la distancia entre la punta de la hélice y el suelo. Las patas del tren de aterrizaje largas son pesadas, voluminosas y más débiles que sus contrapartes más cortas. El Vought F4U Corsair , diseñado desde el principio como un caza basado en portaaviones, no solo tenía la hélice más grande de todos los cazas estadounidenses, sino que también se esperaba que enfrentara aterrizajes difíciles a bordo de una cubierta de portaaviones con cabeceo. Al adoptar el ala de gaviota invertida, el tren de aterrizaje podría ser más corto y permitir que se retrajera hacia atrás directamente (mientras giraba 90º para colocar las ruedas principales sobre los extremos del puntal del tren de aterrizaje inferior) , este último factor mejoró el espacio interno del ala. [14] El anédrico de la sección central del ala también permitió que el ala y el fuselaje se encontraran en el ángulo óptimo para minimizar la resistencia , sin utilizar carenados de raíz de ala u otras medidas. [14]
Otra razón para tener un ala de gaviota invertida es permitir espacio libre para una gran carga externa de bombas, como en el Junkers Ju 87 Stuka . El autor de aviación Manfred Griehl ha descrito el ala de gaviota invertida como la característica más distintiva del Ju 87. [15] Estas alas, que comprendían la construcción convencional de doble ala de Junkers, supuestamente le dieron al Ju 87 una ventaja considerable sobre sus contemporáneos durante el despegue; se crearon fuerzas de sustentación relativamente grandes a través del perfil aerodinámico incluso cuando volaba en un ángulo poco profundo, lo que redujo las carreras de despegue y aterrizaje. También proporcionaron un alto nivel de visibilidad en tierra al piloto, además de permitir el uso de un tren de aterrizaje más corto. [16]
Ejemplos: