Ya sea que sea un novato en obtener su PPL, un piloto experimentado con miles de horas de vuelo o un ávido cocinero, probablemente esté familiarizado con los conceptos básicos del peso y el equilibrio de una aeronave. Podría decirse que es uno de los conceptos más importantes y fundamentales del vuelo; No se puede volar un avión con sobrepeso, ni se puede volar uno con todo el peso en el morro o en la cola. Bien, eso es sentido común, pero seamos más específicos. ¿Por qué exactamente esto importa tanto? ¿Por qué es necesario calcular con precisión reglas como el MTOW y el centro de gravedad?
La respuesta corta es que los fabricantes determinan qué es y qué no es aceptable para su avión específico desde la fábrica y enumeran estos parámetros como puntos de referencia. Si no se cumple alguno de estos, no podrá mantener el vuelo, si es que puede despegar. Esto se debe a que un avión con sobrepeso no puede producir suficiente sustentación para superar la fuerza que empuja todo ese peso hacia el suelo, y un avión desequilibrado querrá subir o bajar el morro hasta el punto en que sea incontrolable.
Hay conferencias completas disponibles en línea de forma gratuita que describen este fenómeno en detalle, como esta del canal de YouTube Free Pilot Training. También puede consultar el manual oficial de la FAA sobre el tema. Pero ¿qué tal una descripción más general y pautas básicas para comenzar? Eso es lo que abordaremos en este artículo. Echemos un vistazo y expliquemos la física detrás de estos conceptos.
Por qué es importante el peso de un avión
Si es un viajero frecuente, sin duda habrá notado que muchos vuelos internacionales y económicos tienen restricciones de peso de equipaje, generalmente entre 30 y 40 libras. El motivo por el que este límite es tan importante se relaciona con el peso total de una aeronave y dónde se ubica ese peso; hablaremos más sobre el segundo punto más adelante.
En primer lugar, ¿qué es exactamente el peso? En aeronáutica, el peso se define como la fuerza generada por la gravedad que empuja el avión de regreso a la Tierra. Cada componente del avión tiene un peso específico, que se calcula según la ecuación newtoniana de W = mg, o Peso = Masa multiplicado por Gravedad. La masa está determinada por la composición del material de un componente; La masa de un objeto es su densidad total multiplicada por su volumen. Por tanto, una pieza más densa en el mismo espacio es más pesada que una pieza idéntica hecha de un material menos denso.
Todos estos factores entran en el peso máximo de despegue (MTOW) estructural de una aeronave, el límite de peso absoluto con el que la aeronave puede despegar con seguridad. Este es un límite estricto que no cambia con factores externos como la altitud y la presión del aire; las ecuaciones tienen en cuenta sólo la fuerza gravitacional y la densidad. Por lo tanto, un Boeing 737 tiene el mismo límite de peso independientemente de si está en Denver o Amsterdam, aunque su peso real de despegue seguro será menor en el aire enrarecido de Denver.
Los fabricantes quieren reducir el mayor peso posible sin comprometer la rigidez estructural para permitir transportar más combustible, pasajeros, carga y sistemas a bordo. También pueden aumentar el peso que el avión puede transportar durante el despegue añadiendo más potencia, miembros estructurales más duraderos o incluso pequeños motores de cohetes que proporcionan velocidad adicional, conocido como JATO (despegue asistido por jet).
Por qué es importante la colocación del peso
Si el peso es la fuerza total que empuja hacia abajo la aeronave, entonces su centro de gravedad es el punto donde ese peso se distribuye uniformemente. En otras palabras, si estuviera en un balancín y hubiera un peso diferente frente a usted, es donde usted (o el peso) necesitaría estar para que ese balancín esté perfectamente equilibrado.
Tomemos como ejemplo un avión básico con motor delantero. Tienes un gran trozo de motor en la parte delantera y nada en la parte trasera; el sentido común significa que el avión tiene el morro pesado. Para equilibrar eso, tienes la cola del avión, que proporciona una cierta cantidad de fuerza hacia abajo para contrarrestar la fuerza ejercida por el diferencial de peso. Esto se puede extrapolar también a todos los aviones; un avión de pasajeros típico, por ejemplo, tendrá en cuenta el peso de todos los pasajeros, la carga y el combustible a bordo, razón por la cual algunos vuelos tienen límites de peso.
Ahora ya sabes cómo encontrar el equilibrio; el siguiente es el Centro de Ascensor (COL). Desea que el COL esté ligeramente detrás del centro de gravedad (CG), por lo que el avión naturalmente tiende a ir con el morro hacia abajo. Esta tendencia tiene un término: el Ángulo de Ataque, o AOA, que se define como el ángulo en el que la línea de cuerda del ala (una línea imaginaria desde el borde de ataque al de salida) cruza el viento. Un AOA más alto significa que el avión está inclinado hacia arriba. Demasiado AOA y el avión se detiene; muy poco y está cayendo en picado. Desea equilibrar la aeronave para que el COL tienda naturalmente a mantener la aeronave en el AOA ideal, permitiéndole volar sin forzar sus superficies de control. Un CG incómodo es la razón por la que algunos aviones con motor trasero, como el Boeing 727, resultaron especialmente difíciles de volar.
