Un tonelada es una maniobra aérea en la que un avión realiza una rotación completa tanto en su eje longitudinal como en su lateral, haciendo que siga una trayectoria helicoidal , manteniendo aproximadamente su dirección original. A veces se describe como una "combinación de un bucle y un rollo". [1] La fuerza g se mantiene positiva (pero no constante) sobre el objeto durante toda la maniobra, comúnmente entre 2 y 3 g , y no menos de 0,5 g . El tonel de barril se confunde comúnmente con un tonel de alerón .
El barril se llama así porque un avión que ejecuta esta maniobra parece como si estuviera volando con sus ruedas girando alrededor de la pared interior de un cilindro, o un barril imaginario acostado de lado. Una visualización moderna más común es imaginar un avión tratando de volar en un tirabuzón horizontal alrededor de la línea de la dirección de viaje. [2] Aunque la maniobra es anterior al nombre, el término se utilizó por primera vez en 1917 y ganó popularidad a principios de la década de 1930. [3]
En aviación, el tonel roll es una maniobra acrobática en la que un avión realiza un tonel helicoidal alrededor de su movimiento relativo hacia adelante, con el morro terminando apuntando a lo largo de la trayectoria de vuelo original. Se realiza haciendo una combinación de rollo y bucle. La maniobra incluye una variación constante de la actitud de la aeronave ( orientación del morro ) en dos o quizás los tres ejes. Consiste en una rotación a lo largo del eje de cabeceo (la nariz gira hacia arriba, en una dirección perpendicular a las alas) mediante la aplicación de una entrada de elevador, seguida de una entrada de alerones para rotar la aeronave a lo largo de su eje de balanceo. A veces se aplica la entrada del timón para ayudar a ayudar al balanceo a través del eje de guiñada (la nariz gira hacia los lados), balanceando la cola sobre la parte superior. En el punto medio (superior) del alabeo, la aeronave debe volar invertida, con el morro apuntando aproximadamente en ángulo recto con respecto a la trayectoria de vuelo general. El avión también habrá ganado altitud y se habrá alejado una corta distancia de la trayectoria de vuelo original. Volando invertido, el avión continúa a través del alabeo, descendiendo en altitud y regresando a la trayectoria de vuelo original. Al completar el giro, el avión debería terminar volando a lo largo de la misma trayectoria de vuelo y aproximadamente a la misma altitud a la que comenzó la maniobra. [4]
El término "rollo de barril" se utiliza frecuentemente, de forma incorrecta, para referirse a cualquier balanceo de un avión (ver balanceo de alerones , balanceo lento o balanceo rápido ).
El tonel se llamaba originalmente "salto mortal lateral". Fue interpretada por primera vez en 1905 por Daniel Maloney . Estaba volando un planeador propiedad de John Joseph Montgomery durante una exhibición, que fue elevado por un globo y luego liberado. Durante este espectáculo en particular, Maloney hizo un giro muy brusco, lo que provocó que las alas se deformaran, realizando la maniobra por accidente, pero fue rápidamente seguido por su compañero de vuelo, David Wilke, quien hizo dos giros seguidos; uno a la izquierda y el otro a la derecha. [5]
Fuera de la competencia acrobática, el prototipo Boeing 367-80 y Concorde fueron lanzados durante las pruebas. El Boeing 367-80 fue volcado dos veces por Tex Johnston en una maniobra no autorizada mientras hacía una demostración del avión ante la Asociación Internacional de Transporte Aéreo sobre el lago Washington , Seattle. El Concorde fue volcado varias veces por sus pilotos de pruebas, incluidos Jean Franchi y Brian Walpole . [6] El piloto de pruebas del Avro, Roly Falk, hizo rodar el Avro Vulcan durante una exhibición en el salón aeronáutico de Farnborough de 1955, ganando altura durante la maniobra. [7]
Para hacer un giro de barril en su forma más pura, desde la perspectiva del piloto, lo mejor es pensarlo como un giro alrededor de un punto en el horizonte que está a 45 grados de la trayectoria de vuelo. [ cita necesaria ] A partir de un vuelo nivelado, el piloto generalmente elegirá un punto en el horizonte como referencia, que generalmente se encuentra entre la nariz y la punta del ala, por la ventana lateral (si el avión tiene ventanas laterales). Este punto puede ser cualquier cosa en esa área, como un lago distante, un pico de montaña o una nube. Luego, el piloto tirará hacia atrás de la palanca, lo que hará que el avión realice un breve ascenso. A medida que el morro pasa por el horizonte, el piloto comienza a aplicar la entrada de alerón , lo que se logra moviendo la palanca hacia la derecha o hacia la izquierda. A medida que el avión gira, seguirá cabeceando en la dirección del vector de sustentación . El piloto deberá controlar cuidadosamente la velocidad de balanceo, manteniendo el morro a 45 grados del punto de referencia en el horizonte mientras el morro traza un círculo alrededor de este punto. Algunos aviones pueden requerir acción del timón , mientras que la mayoría de los aviones de alta potencia solo necesitarán ser guiados por el control de alerones y profundidad . [8] [ cita necesaria ]
Cuando el avión ha girado 90 grados y las alas están verticales, el morro debe estar en un ángulo de unos 45 grados directamente sobre el punto de referencia. A medida que el avión continúa rodando boca abajo, comenzará a nivelarse y el horizonte parecerá elevarse para encontrarse con la nariz. Cuando esté en la posición completamente invertida, la aeronave debe estar nivelada y el morro aún debe estar a 45 grados del lado del punto de referencia, colocándolo a 90 grados de la trayectoria de vuelo original. A medida que el morro desciende por el horizonte, es posible que el piloto necesite reducir la presión del elevador para evitar la pérdida de altitud contrarrestando la fuerza de gravedad y la pérdida de sustentación. Aún manteniendo el morro a 45 grados del punto de referencia, el avión debe girar en vuelo nivelado a lo largo de la misma trayectoria de vuelo y a la misma altitud a la que comenzó la maniobra. Si se realiza correctamente, el punto de referencia debería parecer permanecer en una posición bastante estacionaria, en relación con el plano, mientras el horizonte gira a su alrededor. [9] [¿ fuente autoeditada? ]
En las maniobras de combate aéreo , históricamente conocidas como peleas de perros , el término "rollo de barril" puede referirse a una de muchas maniobras. Estas maniobras a menudo se denominan simplemente giros de barril, pero muchas caen en la categoría de "giros de desplazamiento".
El término barril, por sí solo, se refiere con mayor frecuencia a un giro helicoidal alrededor de una trayectoria de vuelo recta, cuyo propósito es ralentizar el movimiento relativo hacia adelante (recorrido hacia abajo) de la aeronave. Esto puede ayudar a un defensor a obligar a un atacante, que generalmente está detrás del defensor, a volar hacia adelante, lo que se denomina sobrepaso . Esto también puede ayudar a un atacante a evitar un exceso. Esto a menudo obliga a ambos aviones a continuar mediante una serie de giros conocidos como maniobra de tijera rodante . Un giro de barril también se utiliza a menudo para comprobar los puntos ciegos mientras se permanece en una trayectoria de vuelo constante.
Las tijeras rodantes, también llamadas tijeras verticales o simplemente "rodillos", suelen ser una maniobra indeseable en la que quedar atrapados, tanto para el atacante como para el defensor. La ventaja suele ser para el avión con la mayor velocidad de giro, especialmente cuando se tira del morro en la parte superior e inferior de los giros. La ubicación correcta del vector de elevación durante la maniobra es crucial para evitar avanzar en relación con el oponente. Hay muchas ilusiones ópticas que afectan la capacidad del piloto para determinar la posición relativa del oponente, y es fácil cometer errores. Es extremadamente difícil conseguir una solución de cocción adecuada mientras se enrollan las tijeras. Si el avión tiene una relación empuje-peso inferior a uno, cada balanceo consecutivo será menor que el anterior y los pilotos podrán encontrarse rápidamente al nivel del suelo. Por lo general, el primer piloto que intenta desconectarse pierde cualquier ventaja. [10]
Un giro de barril de alta gravedad es una maniobra defensiva de último momento, que se realiza cuando el atacante ha logrado una solución de disparo adecuada. La maniobra se realiza cuando el atacante está muy cerca, y un giro de barril realizado por el defensor puede provocar un sobrepaso. La maniobra comienza cortando el acelerador, extendiendo los frenos o girando muy fuerte para fomentar un sobrepaso. Luego, la maniobra se ejecuta aplicando una presión excesiva del elevador y una entrada fuerte del timón durante el giro del barril para ayudar con el giro. El cambio repentino en la velocidad relativa de avance puede hacer que un atacante sorprendido salga volando delante del defensor. Dependiendo de la situación, un tonel de alta g se puede realizar "por encima", comenzando el tonel como un tonel normal. El giro también se puede realizar "debajo", haciendo medio giro del alerón en la posición invertida y comenzando el giro del barril mientras está boca abajo. [11]
Hay una variedad de maniobras que pueden describirse como tiradas de desplazamiento. Un giro de desplazamiento es un giro de barril que mueve la aeronave lateralmente, desplazándola de su trayectoria de vuelo proyectada y moviéndola hacia una nueva trayectoria de vuelo. Dependiendo de cómo se ejecute una tirada de desplazamiento, puede proporcionar un desplazamiento lateral hacia una trayectoria de vuelo paralela, o se pueden usar tiradas más agresivas para proporcionar una reducción en el radio de giro .
Al mover el caza más hacia el plano vertical, el piloto puede usar la gravedad para ayudar al avión en su desempeño. En planos geométricos verticales u oblicuos, el giro será mucho más lento en la parte superior y el radio de giro será mucho menor. Por el contrario, el radio de giro será mucho mayor en la parte inferior del giro, pero la velocidad de giro será más rápida. [12] Los rodillos de desplazamiento aprovechan al máximo esta asistencia proporcionada por la gravedad. Al mover el caza a una mayor parte del plano vertical, el piloto puede controlar la velocidad de balanceo y la guiñada para proporcionar una fuerte reducción en el radio de giro, ayudando al atacante a evitar un sobrepaso y permanecer dentro del turno del defensor. Tal giro de desplazamiento, también llamado "rollaway", utiliza la geometría de tres dimensiones realizando medio giro de barril en la posición invertida, luego realizando la segunda mitad de un bucle con muy poco giro, manteniendo el vector de elevación alineado con el defensor cuando el avión invierte la dirección. [13]
Un rollo de dosel es la forma más simple de rollo de desplazamiento. El rollo se utiliza para proporcionar desplazamiento lateral manteniendo el rumbo original. La maniobra comienza como un tonel normal, pero cuando el avión está casi invertido, el piloto coloca los elevadores y alerones cerca de la posición neutral. Esto, llamado "descarga", permite que el avión invertido vuele momentáneamente en un arco bastante recto. Cuando el piloto ha logrado suficiente desplazamiento lateral, continúa durante la segunda mitad del tonel.
Este tipo de balanceo se llama dosel porque a menudo se usa como una forma para que los aviones cambien rápidamente de posición, rodando sobre la parte superior de un avión y descendiendo por el otro lado. Las tiradas de campana se utilizan a menudo en combate para desplazar al atacante en relación con la trayectoria de vuelo del defensor. Un atacante que sigue dentro del turno del defensor puede necesitar desplazar el avión hacia el exterior del turno del defensor para evitar que se sobrepase. De manera similar, si sigue fuera del giro de un defensor que es mucho más maniobrable, es posible que el atacante no pueda levantar el morro hacia una posición de disparo adecuada. Al utilizar un giro de campana, el atacante puede desviar el avión lateralmente de la trayectoria de vuelo del defensor. Esto hará que las trayectorias de vuelo de ambos aviones se crucen, utilizando la geometría para cambiar la puntería del atacante. El atacante suele utilizar las tiradas de campana cuando el defensor invierte el giro, lo que le permite seguir la inversión mientras mantiene la posición relativa correcta. [14] La película de combate aéreo de 1966 ambientada en la Primera Guerra Mundial, The Blue Max, muestra un vuelo de dosel realizado por uno de los dos pilotos alemanes de Luftstreitkräfte (los personajes de Bruno Stachel y Willi von Klugermann), ambos volando cazas Fokker Dr.I. , justo antes de la trágica y "temeraria" secuencia de vuelo bajo el puente de la película. [15]
Una tirada de desplazamiento de retraso , o "tirada de retraso", ayuda a mejorar la posición de disparo del avión atacante y ayuda a aumentar el alcance. El atacante realiza la tirada durante una persecución con giros intensos, rodando hacia arriba y alejándose del giro. Normalmente, realizado un poco más lento que una tirada de desplazamiento normal, el atacante logra la reducción adecuada en el radio de giro en el turno del defensor o justo fuera de él. Al completar el giro, cuando el vector de sustentación del avión apunta directamente al enemigo, el piloto tira hacia atrás de la palanca y vuelve a entrar en el giro con la capacidad de lograr una mejor posición de disparo. [16] [17] [18]
Un ataque de barril es una maniobra militar que mejora la posición ofensiva del atacante y evita que se exceda. En esta maniobra, el defensor rompe en una dirección y, por lo tanto, el atacante realiza un giro de barril en la dirección opuesta. El atacante tira del palo hacia atrás más que en un giro de barril normal, realizando un bucle más cerrado que el giro. Es el equivalente tridimensional de un giro de 90 grados, y el atacante termina el bucle, habiendo completado tres cuartos de giro, con la nariz apuntando a lo largo de la trayectoria de vuelo del defensor. [19] [20]
La maniobra se realiza cuando un sobrepaso es inminente y no se puede corregir con una tirada de desplazamiento normal. Mucho más agresiva que una tirada de desplazamiento normal, la maniobra comienza rodando ligeramente hacia la dirección de la ruptura del defensor y luego tirando hacia arriba bruscamente. Aproximadamente a 30 grados del horizonte, el piloto comienza el giro de barril alejándose de la pausa del defensor, aplicando más presión de elevador que giro. Cuando está invertido, el piloto utiliza la asistencia proporcionada por la gravedad combinada con el control del timón para alinear los fuselajes de ambos aviones. A medida que el morro pasa por el horizonte, el piloto alineará el vector de elevación delante del defensor, para llevar al caza de regreso al plano geométrico correcto, dentro del giro del defensor. [20]
El éxito de un ataque de barril depende en gran medida de la capacidad del avión para ascender con zoom . [20] Mientras el atacante desciende, el defensor puede contrarrestar tirando hacia arriba en un giro de barril, lo que resulta en unas tijeras rodantes. [10]
Una maniobra que se parece mucho a un giro de barril cerrado es el giro del timón. El giro del timón se diferencia del giro del barril en que la aplicación de presión de la palanca trasera (elevador) suele ser muy alta y en que la entrada de los alerones se mantiene neutral durante toda la maniobra. En cambio, el balanceo se produce creando un deslizamiento lateral mediante la aplicación del timón combinado con el elevador. El avión girará en la dirección del timón. Esto hará que la aeronave se deslice lateralmente durante el alabeo, manteniendo el morro apuntando sólo en un ángulo poco profundo con respecto a la trayectoria de vuelo. El avión parecerá deslizarse casi de lado en un ligero ángulo alrededor de una trayectoria helicoidal muy estrecha, más parecida a una tubería imaginaria que a un barril.
La velocidad de balanceo del timón está directamente relacionada con el ángulo de ataque y el número de Mach . Cuanto mayor sea la velocidad y mayor el ángulo de ataque; más rápido se producirá el giro. El giro tenderá a ser más efectivo si se tira la palanca hacia atrás hasta el punto de sacudida (la turbulencia que precede a una pérdida) y, a menudo, hasta el máximo que permiten los ascensores.
El giro del timón suele ser más controlable que el giro de barril y se puede realizar a velocidades de giro mucho más altas, pero generalmente debe realizarse a velocidades muy altas para producir la cantidad de energía necesaria para llevar el deslizamiento durante todo el giro. Generalmente es más efectivo a velocidades de combate que un tonel debido a la menor efectividad de la autoridad de los alerones a velocidades más altas. [21] El giro del timón es una maniobra básica utilizada por los misiles aire-aire y tierra-aire para proporcionar correcciones de rumbo en vuelo, dándoles a menudo una trayectoria de vuelo de aspecto errático que oscila alrededor de la trayectoria de su objetivo. [22]