Frenar demasiado

Si aumentas el ángulo de ataque, la sustentación crece, durante un tiempo. Luego algo cambia. En el ángulo de ataque crítico, unos 15° en el modelo de juguete, el flujo de aire liso sobre la parte superior del ala se separa de la superficie y se rompe en remolinos. La sustentación baja y la resistencia sube. Esto se llama pérdida de sustentación.

Dos cosas que debes tener claras de inmediato:

• Una pérdida de sustentación no tiene nada que ver con que el motor se detenga. Un avión puede entrar en pérdida con el motor a plena potencia, y un planeador no tiene motor en absoluto.
• Una pérdida de sustentación es causada por el ángulo de ataque, no por la velocidad. Un ala entra en pérdida cuando α supera el ángulo crítico, y eso puede ocurrir a cualquier velocidad.

La velocidad de pérdida. En vuelo nivelado, la sustentación es igual al peso. Con el coeficiente de sustentación máximo posible, C_Lmax, la velocidad es la más baja a la que el ala aún puede soportar el peso:

V_s = √( 2W / (ρ S C_Lmax) )

Para el avión de juguete: W = 9,810 N, ρ = 1.225, S = 16 m², C_Lmax = 1.6. Entonces V_s = √(19,620 / 31.36) ≈ 25 m/s, lo que equivale a unos 90 km/h o 49 nudos. Esto coincide con la última línea de la tabla de la lección 2.

¿Qué modifica la velocidad de pérdida?

• Peso. Entra bajo una raíz cuadrada. Un 20 % más de peso (1,200 kg) da V_s × √1.2 ≈ 27.4 m/s.
• Densidad. A mayor altitud, el aire es más delgado. A 3,000 m en la atmósfera estándar (ρ ≈ 0.91), la pérdida ocurre a una velocidad real de unos 29 m/s.
• Flaps. Aumentan C_Lmax. Con C_Lmax = 2.0, V_s ≈ 22.4 m/s.
• Factor de carga. En una curva o al tirar hacia arriba, el ala debe soportar más que el peso: la velocidad de pérdida aumenta por √n. Con n = 2, el avión de juguete entra en pérdida a unos 35 m/s. Consulta el Mundo 2 para ver cómo varía con el ángulo de alabeo.

¿Por qué se separa el flujo? A lo largo de la parte superior del ala, el aire primero acelera y su presión disminuye, luego debe desacelerar y recuperar la presión hacia el borde de salida. El aire muy cerca de la superficie (la capa límite) es lento y "cansado". Con un ángulo de ataque pronunciado, la recuperación de presión es tan brusca que esta capa lenta no puede empujar contra ella, se detiene, se invierte y se despega de la superficie. Todo lo que está aguas abajo de ese punto es una estela turbulenta, y la sustentación colapsa. El Laboratorio de Flujo muestra por qué el flujo potencial nunca se separa y por qué las alas reales sí.

¿Cómo se siente? Antes de la pérdida, un ala puede temblar y vibrar a medida que el flujo comienza a romperse. Después, la aeronave a menudo cae con un ala o con el morro. El principio a nivel físico para la recuperación se deriva de la causa: el problema es un ángulo de ataque demasiado grande, por lo que la solución es reducir el ángulo de ataque (soltando la palanca y bajando el morro respecto al flujo de aire). Cómo se pilota una aeronave específica para salir de una pérdida se enseña por los instructores, en la formación, para ese tipo de avión.