Entender la relación sustentación/resistencia

El otro día hablábamos de la relación L/D (Lift / Drag) en unas gráficas muy sencillas. Ver post. Es importante conocer bien el papel de esta relación porque en un momento dado puede ayudar a salir de una situación muy comprometida. Vamos a ver un caso muy ilustrativo. 

El 17 de enero de 2008, el vuelo 38 de British Airways, que regresaba de Beijing, se estrelló justo antes de alcanzar la pista de aterrizaje de su aeropuerto de destino, Londres Heathrow. Cuando el avión se encontraba en vuelo, se formaron cristales de hielo en el combustible, obstruyendo el radiador aceite/combustible (FOHE o fuel/oil heat exchanger) de cada motor. Esta avería restringió el flujo de combustible a los motores justo cuando se requería empuje durante la aproximación final a Heathrow. 

El Boeing 777 se convirtió en un avión sin empuje cuando ya estaba muy bajo. Cuando el capitán se dio cuenta de que no alcanzaría la pista y ante el inminente impacto con la valla del perímetro aeroportuario, no dudo en sacrificar un poco de velocidad a la vez que retraía los flaps desde la posición de 30º a la posición de 25º. Gracias a esta acción, que en un principio podría parecer contra intuitiva, logró planear unos precios dos metros más, pudiendo hacer un aterrizaje forzoso en las cercanías de la pista. No hubo víctimas mortales gracias a la pericia y el conocimiento de esta aeronave por parte del capitán. 

¿Por qué retrajo los flaps el capitán? ¿No debería de darle mayor sustentación tener más flaps? ¿Cómo se pudo extender más el planeo con 5º menos de flaps? Preguntas muy interesantes y no del todo sencillas hasta que te las explican. 

Existe una idea muy extendida entre algunos pilotos, que presuponen que al quitar flaps se reduce la sustentación. Eso no es correcto. Efectivamente la curvatura del ala disminuye, pero todo lo que se debe hacer es aumentar el AoA (ángulo de ataque o alfa). Evidentemente, si aumentáramos mucho el alfa, llegaría un momento que el avión entraría en pérdida y sí, en ese momento hemos perdido sustentación. Pero en niveles moderados es perfectamente asumible. Con una configuración de flaps menor, el ajuste de cabeceo para mantener un alfa moderado, es posible y si el piloto sube un poquito el morro, se puede mantener la misma sustentación que anteriormente. 

Lo positivo de quitar un punto de flaps en esta situación que comentamos, fue precisamente que se redujo la resistencia. Vemos estas gráficas de curvas polares de un A320; Con un B777 el resultado es muy parecido, al fin y al cabo, un avión es un avión. 

Supongamos que el avión vuela con un coeficiente de sustentación de 1.2 con flaps a 35°, la curva azul del gráfico. Poniendo los flaps un punto menos nos iríamos a la curva verde (22.5°). Si nos movemos horizontalmente hacia la izquierda por la misma línea de 1.2 hasta alcanzar la curva verde, lo que habremos hecho es volar con la misma sustentación que antes, pero con un coeficiente de resistencia menor. 

Retraer completamente los flaps no nos permitirá permanecer en este coeficiente de sustentación porque la polar de referencia termina por debajo de un coeficiente de sustentación de 0.9. El avión entraría entonces en pérdida y necesita acelerar mucho para seguir volando. Solo en esa situación es cuando el avión debería acelerar para no caer.