La elevación es un fenómeno meteorológico utilizado como fuente de energía por aviones y pájaros en vuelo . La aplicación humana más común del levantamiento es en el deporte y la recreación. Los tres deportes aéreos que utilizan el vuelo altísimo son: vuelo sin motor , ala delta y parapente .
Se puede obtener energía utilizando aire ascendente de cuatro fuentes:
En el vuelo dinámico también es posible ganar energía, aunque esto utiliza diferencias en las velocidades del viento en lugar de aire ascendente.
Las térmicas son columnas de aire ascendente que se forman en el suelo a través del calentamiento de la superficie por la luz solar. [1] Si el aire contiene suficiente humedad, el agua se condensará a partir del aire ascendente y formará cúmulos .
El levantamiento térmico lo suelen utilizar aves como aves rapaces , buitres y cigüeñas . Aunque los hermanos Wright conocían el levantamiento térmico en 1901, no fue explotado por los humanos hasta 1921 por Wilhelm Leusch en Wasserkuppe en Alemania. [2] No fue hasta alrededor de 1930 que el uso de térmicas para volar en planeadores se convirtió en algo común. [3]
Una vez que se encuentra una térmica, el piloto vuela en círculos para mantenerse dentro de la térmica, ganando así altitud antes de volar a la siguiente térmica y hacia el destino. Esto se conoce como "termalización". Las velocidades de ascenso dependen de las condiciones, pero son comunes velocidades de varios metros por segundo. Las térmicas también pueden formarse en línea generalmente debido al viento o al terreno, creando calles de nubes . Estos pueden permitir volar en línea recta mientras se asciende en elevación continua.
Cuando el aire tiene poca humedad o cuando una inversión impide que el aire caliente se eleve lo suficiente como para que la humedad se condense, las térmicas no crean cúmulos. Los lugares típicos para encontrar térmicas son ciudades, campos recién arados y caminos asfaltados , pero las térmicas suelen ser difíciles de asociar con cualquier elemento del terreno. En ocasiones, las térmicas son causadas por los gases de escape de las centrales eléctricas o por incendios.
Como requiere aire caliente ascendente, la térmica sólo es efectiva en latitudes medias desde la primavera hasta finales del verano. A pesar de estas limitaciones, es la fuente más común de sustentación utilizada por los pilotos de planeadores, ya que la elevación de crestas y las ondas de sotavento requieren un terreno montañoso y, por lo tanto, es posible que no se encuentren cerca de un aeródromo determinado. Durante la temporada baja, cuando las térmicas son más débiles, aún se pueden aprovechar las crestas y las olas y algunos pilotos viajan a zonas más montañosas para volar.
La elevación de cresta , o elevación orográfica , es causada por el ascenso de aire en el lado de barlovento de una pendiente. La elevación de crestas es ampliamente utilizada por aves marinas y aviones. En lugares donde sopla un viento constante, una cresta puede permitir un tiempo prácticamente ilimitado en el aire. [4]
En el levantamiento de crestas, los pilotos suelen volar con piernas largas y rectas paralelas a la cresta. Si no se alcanza la altura máxima de elevación, el piloto podrá dar la vuelta y volar en la otra dirección sobre la misma pendiente. Con vientos de 20 a 25 nudos (46 km/h), es posible que los aviones se eleven a una altitud de hasta el doble de la altura del obstáculo. La elevación de las crestas también puede verse aumentada por las térmicas cuando las laderas también dan al sol. [5]
Las ondas de sotavento se producen cuando un viento de 25 nudos (46 km/h) sopla sobre una montaña. Siempre que haya un aumento constante de la fuerza del viento con la altitud sin un cambio significativo de dirección, se pueden crear ondas estacionarias. Fueron descubiertas por un piloto de planeador, Wolf Hirth , en 1933. [6] Estas ondas alcanzan alturas mucho mayores que la obstrucción original y, por lo tanto, pueden permitir que los planeadores asciendan a la estratosfera. Los pilotos utilizan oxígeno suplementario para evitar la hipoxia porque la mayoría de los planeadores no tienen cabinas presurizadas. Esta elevación suele estar marcada por nubes lenticulares (en forma de lente) largas y estacionarias que se encuentran perpendiculares al viento. [7] Se utilizó una ola de montaña para establecer el récord de mayor altitud de un planeador cuando Jim Payne y Tim Gardner se elevaron a una altitud de 22,657 metros (74,334 pies) el 2 de septiembre de 2018 sobre El Calafate , Argentina en el Rendimiento de barlovento Perlan II . [8] El actual récord mundial de distancia de 3.008 km (1.869 millas terrestres) establecido por Klaus Ohlmann (establecido el 21 de enero de 2003) [9] también se superó utilizando olas de montaña en América del Sur .
Un raro fenómeno de ondas se conoce como Morning Glory , una nube enrollada que produce una fuerte elevación. Los pilotos cerca del golfo de Carpentaria en Australia lo utilizan en primavera . [10]
Se han observado aves utilizando el levantamiento de las olas para cruzar regiones montañosas. [11]
Los límites donde se encuentran dos masas de aire se conocen como zonas de convergencia . [12] Estos pueden ocurrir en la brisa marina o en regiones desérticas. Una brisa marina (o brisa terrestre ) es un viento procedente del mar que se desarrolla sobre la tierra cerca de las costas. En un frente de brisa marina, el aire frío del mar se encuentra con el aire más cálido de la tierra y crea un límite como un frente frío poco profundo a lo largo de una línea de corte . Esto crea una estrecha banda de sustentación elevable con vientos de hasta 10 nudos (19 km/h). Permiten ganar altitud volando a lo largo del cruce como si de una cresta de tierra se tratase. La convergencia puede ocurrir en distancias considerables y, por lo tanto, puede permitir un vuelo prácticamente recto mientras se asciende.
En el vuelo dinámico [13], la energía se gana cruzando repetidamente el límite entre masas de aire de diferente velocidad horizontal en lugar de elevar el aire. Estas zonas de alto " gradiente de viento " suelen estar demasiado cerca del suelo para que los planeadores las utilicen con seguridad, pero los albatros y los planeadores modelo utilizan este fenómeno.
Un piloto puede crear una indicación de sustentación en instrumentos no compensados al iniciar un ascenso tirando hacia atrás de la palanca (de ahí la " palanca térmica "). Esto no es una verdadera sustentación porque el aumento de la energía potencial de la aeronave se logra al disminuir la velocidad del aire en lugar del resultado de volar en aire ascendente. Los planeadores están equipados con instrumentos compensados para evitar indicaciones de térmicas, pero el fenómeno es evidente en aviones cuya compensación es inadecuada.
Las térmicas eran conocidas por los hermanos Wright en 1901, pero fueron descubiertas por primera vez en 1921 por William (sic) Leusch en Wasserkuppe...