Tupolev tu-144

Esta página es un apéndice de la página de Physclips Vectores y movimiento relativo. Se escribió para responder a una extraña pregunta que me hicieron varios estudiantes. La pregunta se hizo con dos condiciones muy diferentes:

Pregunta 1. Un avión se encuentra sobre una cinta transportadora que, al encenderse, hace retroceder el avión a una velocidad igual a la velocidad normal de despegue del avión. Si el piloto utiliza la cantidad normal de acelerador y otros controles, ¿puede el avión despegar?

Pregunta 2. Un avión se encuentra sobre una cinta transportadora que, al encenderse, hace retroceder al avión. La velocidad de la cinta está controlada y puede moverse lo suficientemente rápido como para que, con respecto al suelo, el avión nunca se mueva hacia delante. ¿Puede el avión despegar?

Como veremos, estos dos conjuntos de condiciones son muy diferentes. Gran parte de la confusión de los estudiantes que se han planteado esta pregunta, y de los desacuerdos entre ellos, puede deberse a la confusión sobre cuál de estas condiciones se ha especificado (si es que se ha especificado alguna).

Primero, algunas suposiciones: Supongamos que el avión tiene ruedas que ruedan sobre el suelo, pero que no hay un motor que impulse estas ruedas. El avión tiene motores de hélice o de reacción que empujan contra el aire, con un efecto insignificante sobre el suelo. El avión tiene alas (y otras superficies que no mencionaremos más) que generan sustentación cuando el aire pasa por encima de ellas. También suponemos que no hay viento (salvo más adelante, cuando consideremos el viento que puede generar la propia cinta transportadora).

Concorde

El rodaje se refiere al movimiento de una aeronave en tierra, por su propia fuerza. El avión se mueve sobre ruedas. Un avión utiliza las calles de rodaje para rodar de un lugar a otro de un aeropuerto; por ejemplo, cuando se desplaza de una terminal a la pista.

El avión se desplaza siempre por el suelo siguiendo las líneas amarillas, para evitar cualquier colisión con los edificios circundantes, los vehículos u otras aeronaves. El movimiento de rodaje tiene un límite de velocidad. Antes de realizar un giro, el piloto reduce aún más la velocidad para evitar que los neumáticos patinen. Al igual que los coches, hay una lista de prioridades durante el rodaje. Las aeronaves que están aterrizando o despegando tienen mayor prioridad. Las demás aeronaves tienen que esperar a estas aeronaves antes de iniciar o continuar el rodaje.

El empuje para impulsar el avión hacia adelante proviene de sus hélices o motores a reacción. La dirección se consigue girando una rueda de morro o una rueda de cola/rueda; el piloto controla la dirección recorrida con sus pies. El uso del empuje de los motores cerca de las terminales está restringido debido a la posibilidad de que se produzcan daños por la explosión del chorro. Por ello, las aeronaves son empujadas hacia atrás de los edificios por un vehículo antes de que puedan arrancar sus propios motores para el rodaje.

A qué velocidad despega un avión comercial

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En el caso de las aeronaves que despegan horizontalmente, se suele comenzar con una transición desde el desplazamiento por el suelo en una pista. Para los globos, los helicópteros y algunas aeronaves especializadas de ala fija (aeronaves VTOL como el Harrier y el Bell Boeing V22 Osprey), no se necesita una pista.

En el caso de las aeronaves ligeras, normalmente se utiliza toda la potencia durante el despegue. Las grandes aeronaves de la categoría de transporte (aviones de pasajeros) pueden utilizar una potencia reducida para el despegue, en la que se aplica una potencia inferior a la máxima con el fin de prolongar la vida útil del motor, reducir los costes de mantenimiento y reducir las emisiones de ruido. En algunos casos de emergencia, la potencia utilizada puede aumentarse para incrementar el rendimiento de la aeronave. Antes del despegue, los motores, especialmente los de pistón, se ponen en marcha de forma rutinaria a alta potencia para comprobar si hay problemas relacionados con el motor. Se permite que la aeronave acelere hasta la velocidad de rotación (a menudo denominada Vr). El término rotación se utiliza porque la aeronave pivota alrededor del eje de su tren de aterrizaje principal mientras aún está en el suelo, normalmente debido a la suave manipulación de los controles de vuelo para realizar o facilitar este cambio en la actitud de la aeronave (una vez que se produce un desplazamiento de aire adecuado por debajo/sobre las alas, la aeronave despegará por sí misma; los controles son para facilitarlo).

Boeing 787-9

El diseño del Boeing 727 fue un compromiso entre United Airlines, American Airlines y Eastern Air Lines; cada una de las tres había desarrollado requisitos para un avión de pasajeros que sirviera a ciudades más pequeñas con pistas más cortas y menos pasajeros[4] United Airlines solicitó un avión cuatrimotor para sus vuelos a aeropuertos de gran altitud, especialmente su centro de operaciones en el Aeropuerto Internacional de Stapleton en Denver, Colorado[4] American Airlines, que operaba los cuatrimotores Boeing 707 y Boeing 720, solicitó un avión bimotor por eficiencia. Eastern Airlines quería un tercer motor para sus vuelos sobre el agua al Caribe, ya que en aquella época los vuelos comerciales bimotores estaban limitados por la normativa a rutas con un tiempo máximo de vuelo de 60 minutos a un aeropuerto (véase ETOPS). Finalmente, las tres aerolíneas se pusieron de acuerdo en el diseño de un trijet para el nuevo avión[4].

En 1959, Lord Douglas, presidente de British European Airways (BEA), sugirió que Boeing y de Havilland Aircraft Company (posteriormente Hawker Siddeley) trabajaran juntos en sus diseños de trijet, el 727 y el D.H.121 Trident, respectivamente[5] Los dos diseños tenían una disposición similar, siendo el 727 ligeramente más grande. Por aquel entonces, Boeing pretendía utilizar tres motores turbofán Allison AR963, versiones fabricadas bajo licencia del Rolls-Royce RB163 Spey utilizado por el Trident[6][7] Boeing y de Havilland enviaron cada uno de sus ingenieros a las instalaciones de la otra compañía para evaluar los diseños de la otra, pero Boeing finalmente decidió no llevar a cabo la empresa conjunta[8] De Havilland quería que Boeing construyera bajo licencia el D.H.121 mientras que Boeing consideraba que el avión debía diseñarse para el mercado estadounidense, con asientos para seis personas y la posibilidad de utilizar pistas de aterrizaje de hasta 1.400 metros[9].