Todo el mundo conoce que el centro de gravedad, viene a estar situado como punto
de partida en el primer tercio o 33% de la cuerda del ala, lo que ocurre es que
el ala no siempre tiene planta rectangular y lo mas importante no siempre se
trata de un avión convencional (entrenador). Esto hace que se escuchen
verdaderas barbaridades cuando algún aficionado pide consejo sobre su situación
en un modelo de configuración ala volante.
Para aclarar este asunto y evitar que una mala colocación sea la causa de
fracasos hay que saber dos cosas: En qué porcentaje debería estar y dónde se
sitúa ese punto en la geometría del ala.
- Porcentaje
En este texto únicamente se va a tomar el perfil del ala, sin tener en cuenta
por el momento, si el ala es en flecha y si tiene una cuerda mas grande que
otra.
Existe un punto en los perfiles llamado foco que está siempre al 25% de su
cuerda y es sobre el que se toman todos sus parámetros de comportamiento. En un
perfil autoestable, el cual se caracteriza por tener un centro de
presiones prácticamente invariable, quiere decir que si el centro de gravedad
se coloca justo al 25% de la cuerda, se obtiene un comportamiento neutro, pero
eso quiere decir que cualquier perturbación, por pequeña que sea va a mover el
modelo, asi que nunca se podrían soltar los mandos y el vuelo sería
increíblemente crítico. Por lo tanto tendrá que ir situado delante de ese 25%.
Ahora bien, ¿cuanto?. El comportamiento de un modelo es algo muy personal, y va
según gustos. No es lo mismo un modelo para un principiante que uno para vuelo
de velocidad o acrobático. Así que lo que se calcula es mas bién un punto de
partida para después jugar con su posición en función de las preferencias de
cada uno, a esto se le llama factor de estabilidad, lo cual va a ser tratado mas
abajo.
¿Qué ocurre si va demasiado adelantado?
Si pesa mucho de morro, lógicamente va a tender a picar, por lo que los elevones
tendrán que ir mas levantados de lo normal para mantener el vuelo recto, eso
prevendrá que a altos ángulos de ataque, el flujo del aire por el extradós,
tienda a desprenderse, puesto que el elevón está levantado, esto hace que se
pueda seguir manteniendo el control.Se produce una resistencia añadida, lo que
hace que el modelo adquiera menos velocidad. El modelo es en términos generales
mas estable.
¿Y si va demasiado retrasado?
Si pesa mas de cola, el modelo tenderá a subir, por lo que los elevones ahora
tendrán que ir mas bajos para mantener el vuelo recto, eso hará que a altos
ángulos de ataque , el flujo de aire que circula por el extradós se desprenda
mucho antes que en el caso anterior, ya que el elevón esta mas bajo, por lo que
se pierde el control. En un primer momento el modelo se muestra mas rápido y
ágil, pero solo hasta que se produce la entrada en pérdida. En el caso de las
Horten y modelos sin derivas, esa menor resistencia en las puntas vuelve al
modelo mucho mas inestable a la guiñada.
Por estas razones simpre es preferible partir de un centro de gravedad
adelantado para posteriormente y tras sucesivas pruebas ir retrasándolo para
aumentar las prestaciones y agilidad con un grado de seguridad
- Situación
En un ala volante rara vez se encuentran modelos con el ala con planta
rectangular, las razones son muchas: retrasar los marginales con respecto al
centro de gravedad, así como los elevones, un centro de gravedad mas alejado del
morro, una zona de mas sustentacion en el centro que en las puntas, motivos
estructurales, resistencias, etc…
Una vez conocido el porcentaje del centro de gravedad en el perfil, hay que
saber en que cuerda situarlo. Esto lleva a encontrar la cuerda media
aerodinámica (M.A.C. en inglés). Para ello hay dos métodos: el gráfico y el
matemático.
Método gráfico
1. Se traza una línea que une el punto medio de las cuerdas máxima y mínima
2. A la cuerda mínima se le prolonga por delante la longitud de la cuerda
máxima
3. A la cuerda máxima se le prolonga por detrás la longitud de la cuerda
mínima
4. Se unen con una linea los puntos obtenidos en los pasos 2 y 3
5. Donde se corta la línea obtenida en el punto 4 con la obtenida en el
punto 1 está el MAC
6. Calcular el porcentaje deseado sobre esa cuerda
7. Se proyecta perpendicularmente ese punto sobre la cuerda máxima, ése es
el centro de gravedad
Este método presenta los inconvenientes de que que no se pude hacer casi a
tamaño real, por resultar grandes dimensiones, y si se hace a escala, lo
errores también se multiplican por dicha escala.
Método matemático
Existen fórmulas para hacer todo el proceso anterior, que son complejas y
basadas en trigonometría, lógicamente, pero que gracias a la informática y a
algunos programadores. Hoy día existen páginas basdas en Java que lo calculan a
la perfección solo con introducir los datos de la geometría del modelo.
Página en Java
También se han desarrollado programas que se pueden descargar que admiten alas
en varios trapecios así como las funciones de poder guardar el modelo y además
ofrecen mas datos sobre la geometría, como son la superficie alar, carga alar,
alargamiento y afilameniento. Así de la mano de los creadores del programa de
perfiles Tracfoil está el Corde Moyenne (Cuerda Media) que es gratuito y sirve
tambien para calcular la cuerda media en veleros de hasta 5 trapecios por
semiala.
Página de Tracfoil
Resulta de gran interés marcar en el modelo el porcentaje de punto de partida
así como el del 25%, de modo que tras sucesivas pruebas de vuelo, seimpre
partiendo de un centro adelantado, poder ir retrasándolo en busca de
rendimiento, sabiéndo en todo momento los límites
Método avanzado
Los anteriores métodos de cálculo son, por decirlo de alguna manera, de andar
por casa. Primero habría que calcular el punto neutro, que es la resultante de
todas las fuerzas de sustentacion que se generan en el ala, y que por supuesto
no estan distribuidas de una manera uniforme ni aún sindo rectangular el ala.
Este cálculo se hace a base de integrales.
No obstante se conoce un método que hace una buena aproximación, según la
distribución de la sustentación, en forma elíptica o campana. Este método
consiste en proyectar sobre la costilla central el punto del 25% de la cuerda
situada entre el 30-33% de la semienvergadura (para distribución en campana) o
42% (para la elíptica).
- Factor de estabilidad
Una vez obtenido el punto neutro, no se puede colocar exactamente ahí el centro
de gravedad, no sería un modelo estable, de modo que hay que adelantarlo, a eso
se le llama factor de estabilidad. El valor que se le da ya depende del gusto
del piloto o del tipo de comportamiento que se pretenda, cuanto menor, mas vivo
y de mas rendimiento. Como punto de partida se puede tomar entre un 15% y un 5%
de factor de estabilidad, esto significa que el punto que hay que proyectar para
obtener el centro de gravedad, ya no es el 25% de la cuerda local, sino el 25%
menos ese 15% a 5%.
- Prueba del picado
Existe otra forma, además de sentirse a gusto con el comportamiento del modelo,
no muy conocida llamada prueba del picado. El proceso es sencillo, partiendo de
un modelo que ya vuela nivelado, primero se toma suficiente altura y se pica el
modelo hasta que baje con un ángulo de unos 30º, se le deja que adquiera
velocidad y entonces se suelta el mando de profundidad. Entonces se observa el
comportamiento, si el modelo tiende a recuperarse rápidamente y vuelve a subir,
el centro de gravedad estará muy adelantado, si mantiene los la trayectoria de
30º o tiende a recuperarse suevemente, está todo correcto, y si por el contrario
aumenta el angulo tratando de hacer un picado a 45º estará excesivamente
retrasado.
A primera vista puede parecer lo contrario, pero no es así. Un centro de
gravedad muy adelantado, hara que el modelo vaya pesado de morro y tenga
tendencia natural a bajar, por lo que tendrá que ir trimado arriba para
encontrar la compensación. Durante el picado el modelo va a adquirir mas
velocidad y entonces el elevón levantado sobrecompensará mandando entonces
arriba.
