Despegue

En aeronáutica, el despegue ye la segunda fase y esencial d'un vuelo (la primera ye'l corretaje o rodaxe), que se llogra en realizando la carrera de despegue sobre una pista de despegue y aterrizaxe d'un aeropuertu o nuna superficie estensa d'agua, cola cual consíguese l'efeutu aerodinámicu de la sustentación, que ye provocáu pol fluxu a una determinada velocidá del aire sobre les ales.

El tresbordador espacial Enterprise desapiega xunto al avión de tresporte de la NASA.

Introducción

Pa consiguir un despegue, considérense tres factores: el del llau tierra, el del llau aparatu y el del llau aire.

El primeru, el factor tierra, basar en que se riquir carretar o rodar escontra la pista usando les calles de rodaxe cola autorización y guía del control del tráficu aereu (Air Traffic Controller, ATC), cuntar con una superficie apta pa desapegar, solicitar al ATC el permisu de despegue y empecipiar col factor aparatu, nel cual inflúin toles partes del avión; llibérense los frenos, caltiénse l'avión centráu na pista, y acelérase, a lo último, a máxima potencia la planta motriz de l'aeronave p'algamar mientres la carrera de despegue la velocidá riquida pa llograr sustentación.

Entós empieza'l factor aire: al traviés d'efectos aerodinámicos sobre l'ala, el fuselaxe y el restu de les partes y de les superficies de control del avión, algámase la sustentación abonda pa llevantar l'aeronave del suelu, pa lo cual ríquese que les condiciones atmosfériques previes sían convenientes pa consiguir un despegue seguru.

A lo último, caltiénse la potencia máxima nos motores del aparatu, muévense los elevadores o timones de fondura y parte de los flaps, y provócase que se llevante'l morru y, tres la separación de les ruedes de los trenes d'aterrizaxe del suelu, l'avión empecipie'l vuelu.

El despegue va considerase rematáu una vegada que los trenes d'aterrizaxe quedaren guardaos.

El despegue rexir pola llei física de Daniel Bernoulli, contenida na ecuación:

$L=\left({\frac {1}{2}}\rho \right)C_{L}SV^{2}$

onde la fuercia de sustentación, L, ye igual al productu d'un mediu de la densidá del aire, multiplicáu pol coeficiente de sustentación de l'ala,C_L pola superficie alar, S, y pol cuadráu de la velocidá de despegue, V².

D'esta miente, si deseyar conocer la distancia de despegue, S_TO y el tiempu de despegue, t_TO, pal casu de despegues en tierra, ye posible faer una simplificación del despegue realizando los cálculos pa tres fases distintos: rodadura nel suelu, transición y ascensu.

Diagrama nel que s'amuesen les principales velocidaes poles que pasa una aeronave mientres s'atopa realizando la maniobra de despegue.

Rodadura nel suelu

Na fase de rodadura, l'aeronave realiza una primer aceleración con toles ruedes sofitaes y dempués otra na que va alzar el morru preparar pal desapegase del suelu (rotación ). Como l'aeronave atópase moviéndose sobre una superficie ( el suelu ), va atopase afeutada pola fuercia d'esfregadura ente les ruedes y dicha superficie. El coeficiente d'esfregadura va variar en función del tipu de terrenal sobre'l que l'aeronave tea operando. Paez obviu que la esfregadura va ser mayor si les ruedes atópense realizando una frenada que si s'atopen en plena aceleración.

Variación del coeficiente d'esfregadura, μ, en función del tipu de terrén
μ	Rodadura n'aceleración	Rodadura con frenada
0.03-0.05	0.03-0.05
0.05	0.15-0.3
0.02	0.06-0.1
0.05	0.4
0.04	0.3
0.07	0.2
0.08	0.1

Hai que considerar qu'ente que l'aeronave atópase realizando la fase de rodadura con toles ruedes sofitaes, el tren d'aterrizaxe ta baxáu, los flaps en configuración de despegue por qu'ayuden a xenerar la sustentación necesaria p'alzase, y atópase afectando de dalguna forma'l efeutu suelo.Con toes estes considerancies podría averase el coeficiente de sustentación nesti momentu del despegue a 0.1.

Fuercies qu'actúen sobre una aeronave que s'atopa realizando rodadura nel suelu con toles ruedes sofitaes.

${dx \over dt}=V$

${\frac {W}{g}}{dV \over dt}=T-D-\mu (N_{1}+N_{2})$

$W=N_{1}+N_{2}+L$

Suponiendo que l'emburrie ye constante (nel despegue l'emburrie emplegáu ye'l máximu con respectu de toles demás fases del vuelu) Tiénense les ecuaciones que dexen calcular la distancia y tiempu de rodadura nel suelu.

${dx \over dV}={\frac {W}{g}}{\frac {V}{T-D-\mu (W-L)}}$

A cencielles integrando dambes ecuaciones dende velocidá 0 hasta la velocidá de despegue de l'aeronave del vuelu, V_LOF, tiénense la distancia de rodadura y el tiempu de rodadura, x_g y t_g.^[1]

Transición curvillinia

Mientres la transición curvillinia, l'aeronave realiza una trayeutoria que puede averase a circular con radio grande. Tomando les hipótesis de que la velocidá permanez constante nesi tramu ( por qu'asina pueda cumplise que realmente la trayeutoria ye circular) y ye igual a V_LOF, amás de que l'ángulu de xubida tamién se va averar a constante, puede calculase la distanciade transición, altor de transición y tiempu emplegáu mientres esta fase de la siguiente forma.

$x_{T}=R\sin \gamma _{s}$

$h_{T}=R(1-\cos \gamma _{s})$

$t_{T}={\frac {\gamma _{s}}{\dot {\gamma }}}$

Xubida rectillinia

L'aeronave que s'atopa realizando una xubida rectillinia remató la fase de transición y adopta una trayeutoria rectillinia n'ascensu por aciu la cual pretende algamar l'altitú necesaria pal vuelu de cruceru. Considérase que mientres esta fase l'altitú varia ente la de transición y una altitú estándar p'aeronaves comerciales qu'equival a 35 ft. La velocidá varia ente la V_LOF y V₂,

$x_{R}={\frac {h_{2}-h_{1}}{tan(\gamma _{s})}}$

Distancia total y tiempu total de despegue

A manera d'exemplu, la pista de Matekane, onde nun ye posible qu'operen aeronaves con una distancia de despegue mayor a 500 m coles condiciones d'altitú de la pista.

El cálculu de la distancia total de despegue calcúlase sumando les distancies de rodadura coles ruedes sofitaes, transición curvillinia y xubida rectillinia. Faciendo lo mesmo pa los tiempos de les distintes fases llógrase'l tiempu total que l'aeronave tardienta en desapegar. El métodu que se presenta equí ta bien simplificáu, pero'l so usu ta bien estendíu sobremanera a nivel didácticu y pa realizar primeros aproximamientos.

Importancia de la distancia de despegue

Faer cálculos sobre cuál va ser la distancia que l'aeronave precise pa desapegar d'alcuerdu a les sos carauterístiques de diseñu va ser crucial pal correutu desempeñu de la misión deseyada. Una aeronave que rica una distancia de despegue bien grande va tener más llindáu'l tipu d'aeropuertu nel que pueda operar. Hai que tener en cuenta que la distancia de despegue siempres va ser mayor que la d'aterrizaxe; una de les causes ye que la esfregadura contribúi de manera positiva nel amenorgamientu del tiempu d'aterrizaxe y por tanto na distancia necesaria pa llevalo a cabu, ente que nel despegue precísase vencer esa fuercia que xuega en contra. Amás, l'altitú xuega un papel fundamental, pos a mayor altitú, menor ye la densidá del aire y por tanto menos eficiente van ser los motores qu'a nivel del mar. N'aeronaves militares sobremanera búscase que la distancia de despegue seya la menor posible, p'aumentar la operatividad nes distintes misiones. N'ocasiones, si l'aeronave nun cumple con unos requisitos primeramente especificaos de distancia de despegue, va ser necesariu una revisión del diseñu de la mesma.

Referencies

↑ Gómez Tierno, Miguel Ángel (2012). Mecánica del vuelu (en castellanu). Garceta.

Ver tamién

[1] Gómez Tierno, Miguel Ángel (2012). Mecánica del vuelu (en castellanu). Garceta.

[1]