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Un planeador es una aeronave de ala fija que se sostiene en vuelo por la reacción dinámica del aire contra sus superficies sustentadoras, y cuyo vuelo libre no depende de un motor. [1] La mayoría de los planeadores no tienen motor, aunque los planeadores a motor tienen pequeños motores para extender su vuelo cuando sea necesario manteniendo la altitud (normalmente un planeador depende del aire ascendente para mantener la altitud) y algunos son lo suficientemente potentes como para despegar por autolanzamiento .
Existe una amplia variedad de tipos que difieren en la construcción de sus alas, eficiencia aerodinámica, ubicación del piloto, controles y propósito previsto. La mayoría aprovecha los fenómenos meteorológicos para mantener o ganar altura. Los planeadores se utilizan principalmente para los deportes aéreos de vuelo sin motor , ala delta y parapente . Sin embargo, algunas naves espaciales han sido diseñadas para descender como planeadores y en el pasado se han utilizado planeadores militares en la guerra. Algunos tipos simples y familiares de planeadores son juguetes como aviones de papel y planeadores de madera de balsa .
Glider es la forma nominal del verbo to glide (deslizar) . Deriva del inglés medio gliden , que a su vez deriva del inglés antiguo glīdan . El significado más antiguo de glide puede haber denotado una carrera o salto precipitado, en oposición a un movimiento suave. Los académicos no están seguros de su derivación original, y se han propuesto posibles conexiones con "slide" (deslizarse) y "light" (luz). [2]
Los primeros relatos premodernos de vuelo son en la mayoría de los casos difíciles de verificar y no está claro si cada nave era un planeador, una cometa o un paracaídas y hasta qué punto eran verdaderamente controlables. A menudo, el evento solo se registra mucho tiempo después de que supuestamente tuvo lugar. Un relato del siglo XVII informa de un intento de vuelo por parte del poeta del siglo IX Abbas Ibn Firnas cerca de Córdoba, España, que terminó con graves lesiones en la espalda. [3] El monje Eilmer de Malmesbury es reportado por William de Malmesbury ( c. 1080 - c. 1143 ), un compañero monje e historiador, que voló desde el techo de su abadía en Malmesbury , Inglaterra, en algún momento entre 1000 y 1010 d. C., planeando unos 200 metros (220 yardas) antes de estrellarse y romperse las piernas. [4] Según estos informes, ambos usaban un par de alas (plumosas), y ambos culparon de su accidente a la falta de cola. [5] Se presume que Hezârfen Ahmed Çelebi voló un planeador con alas de águila sobre el estrecho del Bósforo desde la Torre de Gálata hasta el distrito de Üsküdar en Estambul alrededor de 1630-1632. [6] [7] [8]
Los primeros aviones de transporte de personas más pesados que el aire (es decir, no globos) basados en principios científicos publicados fueron la serie de planeadores de Sir George Cayley , que lograron breves saltos con las alas a partir de 1849 aproximadamente. A partir de entonces, pioneros como Jean Marie Le Bris , John J. Montgomery , Otto Lilienthal , Percy Pilcher , Octave Chanute y Augustus Moore Herring construyeron planeadores para desarrollar la aviación . Lilienthal fue el primero en realizar repetidos vuelos exitosos (que finalmente totalizaron más de 2000) y fue el primero en usar el aire ascendente para prolongar su vuelo. Utilizando un planeador de ala en tándem Montgomery, Daniel Maloney fue el primero en demostrar el vuelo controlado a gran altitud utilizando un planeador lanzado desde un globo desde 4000 pies en 1905. [9]
Los hermanos Wright desarrollaron una serie de tres planeadores tripulados después de realizar pruebas preliminares con una cometa mientras trabajaban para lograr el vuelo con motor. Regresaron a las pruebas de planeadores en 1911, quitando el motor de uno de sus diseños posteriores.
En los años de entreguerras, el vuelo a vela recreativo floreció en Alemania bajo los auspicios de Rhön-Rossitten . En Estados Unidos, los hermanos Schweizer de Elmira, Nueva York, fabricaron planeadores deportivos para satisfacer la nueva demanda. Los planeadores continuaron evolucionando en la década de 1930, y el vuelo a vela deportivo se ha convertido en la principal aplicación de los planeadores. A medida que su rendimiento mejoró, los planeadores comenzaron a usarse para volar a campo traviesa y ahora vuelan regularmente cientos o incluso más de mil kilómetros en un día, [10] si el clima es adecuado.
Durante la Segunda Guerra Mundial, varios países desarrollaron planeadores militares para el desembarco de tropas. Los prisioneros de guerra llegaron a construir en secreto un planeador , el Colditz Cock , como posible método de escape en Oflag IV-C, hacia el final de la guerra en 1944.
Lilienthal ya había volado aviones de despegue con el pie en las reuniones de Wasserkuppe en la década de 1920. Sin embargo, la innovación que dio lugar a los aladeltas modernos se produjo en 1951, cuando Francis Rogallo y Gertrude Rogallo solicitaron una patente para un ala totalmente flexible con una estructura de refuerzo. La agencia espacial estadounidense NASA comenzó a probar en varias configuraciones flexibles y semirrígidas esta ala Rogallo en 1957 con el fin de utilizarla como sistema de recuperación para las cápsulas espaciales Gemini . Charles Richards y Paul Bikle desarrollaron el concepto produciendo un ala que era fácil de construir y que era capaz de volar a baja velocidad y aterrizar con suavidad. Entre 1960 y 1962, Barry Hill Palmer utilizó este concepto para fabricar aladeltas de despegue con el pie, seguido en 1963 por Mike Burns, que construyó un ala-ala delta cometa llamado Skiplane. En 1963, John W. Dickenson comenzó la producción comercial. [11]
El 10 de enero de 1963, la estadounidense Domina Jalbert presentó una patente en los EE. UU. con el número 3131894 sobre el Parafoil , que tenía celdas seccionadas en forma de perfil aerodinámico ; un borde de ataque abierto y un borde de salida cerrado, inflados al pasar por el aire: el diseño Ram-Air . [12] David Barish desarrolló aún más el "ala de vela" para la recuperación de cápsulas espaciales de la NASA . Las pruebas se realizaron utilizando la elevación de cresta . [13] Después de las pruebas en Hunter Mountain , Nueva York , en septiembre de 1965, continuó promoviendo el " vuelo en pendiente " como una actividad de verano para las estaciones de esquí (aparentemente sin gran éxito). [14] La NASA originó el término "parapente" a principios de la década de 1960, y "parapente" se utilizó por primera vez a principios de la década de 1970 para describir el lanzamiento con el pie de paracaídas planeadores. Aunque su uso es principalmente recreativo, también se han construido parapentes no tripulados para aplicaciones militares, por ejemplo, Atair Insect .
La principal aplicación hoy en día de los aviones planeadores es el deporte y la recreación.
Los planeadores se desarrollaron a partir de 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 sustentación-resistencia . Estos permitían planeos más largos hasta la siguiente fuente de " sustentación " y, por lo tanto, aumentaban sus posibilidades de volar largas distancias. Esto dio origen al popular deporte conocido como vuelo sin motor, aunque el término también puede usarse para referirse al vuelo simplemente descendente. Estos planeadores diseñados para planear a veces se denominan planeadores.
Los planeadores se construían principalmente de madera y metal, pero ahora la mayoría tienen materiales compuestos que utilizan vidrio, fibra de carbono y fibras de aramida . Para minimizar la resistencia , estos tipos tienen un fuselaje y alas estrechas y largas, es decir, una relación de aspecto alta . Al principio, había enormes diferencias en la apariencia de los primeros planeadores. A medida que la tecnología y los materiales se desarrollaron, la aspiración al equilibrio perfecto entre sustentación/resistencia, relación de ascenso y velocidad de planeo, hizo que los ingenieros de varios fabricantes crearan diseños similares en todo el mundo. Hay disponibles planeadores tanto monoplaza como biplaza.
Inicialmente, el entrenamiento se hacía con "saltos" cortos en planeadores primarios que son aviones muy básicos sin cabina e instrumentos mínimos. [15] Desde poco después de la Segunda Guerra Mundial, el entrenamiento siempre se ha hecho en planeadores biplaza de doble control, pero también se utilizan biplazas de alto rendimiento para compartir la carga de trabajo y el disfrute de los vuelos largos. Originalmente se usaban patines para aterrizar, pero ahora la mayoría aterriza sobre ruedas, a menudo retráctiles. Algunos planeadores, conocidos como planeadores motorizados , están diseñados para vuelo sin motor, pero pueden desplegar motores de pistón , rotativos , a reacción o eléctricos . [16] La FAI clasifica los planeadores para competiciones en clases de competición de planeadores principalmente sobre la base de la envergadura y los flaps.
La FAI ha definido una clase de planeadores ultraligeros, que incluye algunos conocidos como planeadores microelevadores y otros como "airchairs", en función de un peso máximo. Son lo suficientemente ligeros para ser transportados fácilmente y pueden volarse sin licencia en algunos países. Los planeadores ultraligeros tienen un rendimiento similar al de los ala delta , pero ofrecen cierta seguridad adicional en caso de accidente, ya que el piloto puede estar atado a un asiento vertical dentro de una estructura deformable. El aterrizaje suele realizarse sobre una o dos ruedas, lo que distingue a estas aeronaves de los ala delta. Han aparecido y desaparecido varios planeadores ultraligeros comerciales, pero la mayor parte del desarrollo actual lo realizan diseñadores individuales y constructores caseros.
A diferencia de un planeador, un ala delta puede ser transportado, lanzado con el pie y aterrizado únicamente mediante el uso de las piernas del piloto. [17]
En un ala delta, la forma del ala está determinada por una estructura, y es esto lo que los distingue del otro tipo principal de aeronaves de despegue a pie, los parapentes , técnicamente de Clase 3. Algunos ala delta tienen motores y se conocen como ala delta motorizada . Debido a que tienen piezas, construcción y diseño en común, las autoridades de aviación suelen considerarlos ala delta, aunque puedan utilizar el motor durante todo el vuelo. Algunas aeronaves motorizadas de ala flexible, los triciclos ultraligeros , tienen un tren de aterrizaje con ruedas, por lo que no son ala delta.
Un parapente es una aeronave que vuela libremente y se lanza con los pies. El piloto se sienta en un arnés suspendido debajo de un ala de tela. A diferencia de un ala delta cuyas alas tienen armazón, la forma de un ala de parapente se forma por la presión del aire que entra por los respiraderos o celdas en la parte delantera del ala. Esto se conoce como ala de aire con impulso dinámico (similar al diseño de paracaídas más pequeño). El diseño ligero y simple del parapente permite empacarlo y transportarlo en mochilas grandes, y lo convierte en uno de los modos de vuelo más simples y económicos. Las alas de nivel de competencia pueden alcanzar relaciones de planeo de hasta 1:10 y volar a velocidades de alrededor de 45 km/h (28 mph).
Al igual que los planeadores y los aladeltas, los parapentes utilizan el aire ascendente (térmicas o crestas de sustentación) para ganar altura. Este proceso es la base de la mayoría de los vuelos y competiciones recreativos, aunque también se realizan acrobacias aéreas y competiciones de "aterrizaje en el punto". El despegue se realiza a menudo trotando por una pendiente, pero también se utilizan despegues con cabrestante detrás de un vehículo de remolque. Un paramotor es un ala de parapente propulsada por un motor unido a la espalda del piloto, y también se conoce como parapente motorizado . Una variación de esto es el paraplano , que tiene un motor montado en un marco con ruedas en lugar de en la espalda del piloto.
Puede haber confusión entre planeadores, ala delta y parapentes . Los parapentes y las alas delta son aeronaves que se lanzan con el pie y en ambos casos el piloto está suspendido ("cuelga") por debajo de la superficie de sustentación. "Ala delta" es el término que se utiliza para designar a aquellos aviones cuyo fuselaje contiene estructuras rígidas, mientras que la estructura principal de los parapentes es flexible y está compuesta principalmente de material tejido.
Los planeadores militares se utilizaron principalmente durante la Segunda Guerra Mundial para transportar tropas y equipo pesado (ver Infantería de planeadores ) a una zona de combate. Estos aviones fueron remolcados en el aire y la mayor parte del camino hasta su objetivo por aviones de transporte militar, p. ej. C-47 Dakota , o por bombarderos que habían sido relegados a actividades secundarias, p. ej . Short Stirling . Una vez liberados del remolque cerca del objetivo, aterrizaron lo más cerca posible del objetivo. Las ventajas sobre los paracaidistas eran que se podía aterrizar el equipo pesado y que las tropas se reunían rápidamente en lugar de dispersarse en una zona de lanzamiento. Los planeadores fueron tratados como desechables, lo que llevó a la construcción con materiales comunes y económicos como la madera, aunque algunos se recuperaron y reutilizaron. En la época de la Guerra de Corea, los aviones de transporte también se habían vuelto más grandes y eficientes, de modo que incluso los tanques ligeros podían lanzarse en paracaídas, lo que hizo que los planeadores cayeran en desgracia.
Incluso después del desarrollo de los aviones a motor, se han construido planeadores para la investigación, donde la falta de un motor reduce la complejidad y los costos de construcción y acelera el desarrollo, en particular cuando se están probando ideas aerodinámicas nuevas y poco entendidas que podrían requerir cambios significativos en la estructura del avión. Algunos ejemplos han sido las alas delta, las alas volantes, los cuerpos sustentadores y otras superficies sustentadoras no convencionales donde las teorías existentes no estaban lo suficientemente desarrolladas como para estimar las características a escala real.
Las alas voladoras sin motor construidas para la investigación aerodinámica incluyen las alas voladoras Horten , la versión de planeador a escala del ala voladora a reacción Armstrong Whitworth AW52 .
También se desarrollaron cuerpos sustentadores utilizando prototipos sin motor. Aunque la idea se remonta a Vincent Justus Burnelli en 1921, el interés fue casi inexistente hasta que pareció ser una solución para el regreso de naves espaciales. Las cápsulas espaciales tradicionales tienen poco control direccional, mientras que las naves con alas convencionales no pueden soportar las tensiones del reingreso, mientras que un cuerpo sustentador combina los beneficios de ambos. Los cuerpos sustentadores utilizan el propio fuselaje para generar sustentación sin emplear las alas delgadas y planas habituales para minimizar la resistencia y la estructura de un ala para vuelos supersónicos o hipersónicos muy altos como los que se pueden experimentar durante el reingreso de una nave espacial . Ejemplos de este tipo son la Northrop HL-10 y la Martin-Marietta X-24 .
El planeador de ala flexible Paresev Rogallo de la NASA se construyó 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 las alas flexibles para los aladeltas modernos.
Los aviones propulsados por cohetes consumen su combustible rápidamente y, por lo tanto, la mayoría deben aterrizar sin propulsión a menos que haya otra fuente de energía. El primer avión cohete fue el Lippisch Ente , y los ejemplos posteriores incluyen el interceptor propulsado por cohete Messerschmitt Me 163. [27] La serie estadounidense de aviones de investigación que comenzó con el Bell X-1 en 1946 hasta el North American X-15 pasó más tiempo volando sin propulsión que con propulsión. En la década de 1960 también se realizó investigación sobre cuerpos sustentadores sin propulsión y en el proyecto X-20 Dyna-Soar , pero aunque el X20 fue cancelado, esta investigación finalmente condujo al transbordador espacial.
El transbordador espacial de la NASA voló por primera vez el 12 de abril de 1981. El transbordador volvió a entrar en la atmósfera a una velocidad de Mach 25 al final de cada vuelo espacial , y aterrizó completamente como planeador. El transbordador espacial y su equivalente soviético , el transbordador Buran , fueron, con diferencia, los aviones más rápidos de la historia. Entre los ejemplos recientes de planeadores cohete se incluyen el SpaceShipOne , financiado con fondos privados y destinado a vuelos suborbitales, y el cohete XCOR EZ, que se utiliza para probar motores.
La mayoría de los helicópteros sin motor son cometas en lugar de planeadores, es decir, que suelen ir remolcados por un coche o un barco en lugar de poder volar libremente. Se conocen como cometas de rotor . Sin embargo, se han investigado los planeadores de ala giratoria, "gyrogliders", que podían descender como un autogiro , utilizando la sustentación de los rotores para reducir la velocidad vertical. Se evaluaron como un método para dejar caer personas o equipos desde otras aeronaves.
Un avión de papel, aeroplano de papel (Reino Unido), aeroplano de papel (EE. UU.), planeador de papel, dardo de papel o dardo es un avión de juguete (generalmente un planeador) hecho de papel o cartón; la práctica de construir aviones de papel a veces se conoce como aerogami (japonés: kamihikōki), en honor al origami, el arte japonés de doblar papel. [28]
Los modelos de planeadores son modelos voladores o no voladores de planeadores existentes o imaginarios, a menudo versiones a escala reducida de aviones de tamaño real, que utilizan materiales livianos como poliestireno , madera de balsa , espuma y fibra de vidrio . Los diseños varían desde simples planeadores hasta modelos a escala precisos , algunos de los cuales pueden ser muy grandes.
Los modelos para exteriores más grandes suelen ser planeadores controlados por radio que se pilotan de forma remota desde el suelo con un transmisor . Pueden permanecer en el aire durante períodos prolongados utilizando la sustentación producida por las pendientes y las corrientes térmicas . Se pueden levantar contra el viento mediante una cuerda unida a un gancho debajo del fuselaje con un anillo, de modo que la cuerda caiga cuando el modelo esté en lo alto. Otros métodos de lanzamiento incluyen el remolque en el aire utilizando un modelo de avión propulsado, el lanzamiento con catapulta utilizando una cuerda elástica elástica y el lanzamiento manual. En el caso del lanzamiento manual, el estilo más nuevo de lanzamiento manual con la punta del ala en forma de "disco" ha reemplazado en gran medida al anterior tipo de lanzamiento en forma de "jabalina".
Una bomba planeadora es una bomba con superficies aerodinámicas que le permiten volar planeando en lugar de balísticamente. Esto permite que el avión bombardero se mantenga alejado del objetivo y lance la bomba desde una distancia segura. La mayoría de los tipos tienen un sistema de control remoto que permite al avión dirigir la bomba con precisión hacia el objetivo. Las bombas planeadoras se desarrollaron en Alemania a partir de 1915. En la Segunda Guerra Mundial tuvieron mucho éxito como armas antibuque. Algunas fuerzas aéreas hoy están equipadas con dispositivos de planeo que pueden atacar bases aéreas a distancia con una ojiva de bomba de racimo .
