¿Qué se siente al pasar la barrera del sonido en un F-18?
¿Qué se siente al pasar la barrera del sonido? Es una pregunta interesante que mucha gente hace, sobre todo después de haber visto la fantástica Elegidos para la gloria. La respuesta, por decepcionante que parezca, es nada. Hoy en día los aviones supersónicos como el F-18 están diseñados de forma que la transición subsónico-transónico-supersónico es completamente suave.
Recuerdo que en el F-18 lo único que pude ver fue el medidor de Mach sobrepasando el 1.0 sin brusquedad. Curiosamente, hay aviones en los que todavía se puede apreciar el salto al vuelo supersónico. Este es el caso del F-16 equipado con instrumentos electro-mecánicos. En estos aviones, al pasar por Mach 1.0 el piloto puede ver que el altímetro se vuelve un poco loco y sus indicaciones fluctúan. La aguja pega un salto en el momento de la transición, tal como nos muestra el vídeo que se ve a continuación.
El vídeo entero "GOING SUPERSONIC" está en inglés pero es muy interesante y merece la pena verlo: https://www.youtube.com/watch?v=p1PgNbgWSyY
¿Por qué ocurre esto en el F-16? Para poder entenderlo debemos saber que, a diferencia del F-18, la sonda pitot en este aparato va colocada en el morro muy por delante del avión.
Si nos fijamos bien en el tubo, nos daremos cuenta de que no solo tiene un orificio de entrada, en la punta. Este sistema se llama Pitot-estática porque también cuenta con unos orificios encima y debajo, que son los encargados de detectar la presión atmosférica o presión estática.
La medida de la velocidad es la substracción de la presión estática de la presión total. Esto nos da la presión dinámica o velocidad. El altímetro, por contra, solo necesita presión estática para funcionar. A menor presión estática (en el ascenso) más altura indicada y viceversa.
Cuando nos acercamos al Mach 1, en vuelo recto y nivelado, se empiezan a formar ondas de choque enfrente del tubo. Estas ondas no son más que moléculas de aire que están muy juntas (comprimidas). El aire comprimido tiene más presión y eso es lo que "siente" el altímetro en su tóma estática. Nos dará una lectura errónea porque el altímnetro detecta que estamos volando algo más bajos. Más presión = menor altitud.
Llega un momento en el que las ondas de choque siguen su camino hacia atás al pasar a Mach 1. En ese momento la onda pasa por la toma estática y detrás de la onda de choque ocurre un fenómeno que se llama en inglés "Rarefaction". Esto es, una región inmediatamente detrás de la onda de choque en la que la presión desciende bruscamente.
En esa región es en la que ocurre el salto del altímetro en el vídeo. Este problema ya era muy conocido en el F-104 Starfighter. Debajo se puede ver lo que ocurre en el Machmeter cuando se sobrepasa el Mach 1. Existe una pequeña diferencia entre la velocidad real y la indicada.
En el F-18 esto no sucede porque las sondas de presión del aire están situadas en el fuselaje cerca del morro. Están calibradas de forma que los errores por instalación (presión) sean mínimos. Las lecturas luego pasan a una centralita ADC (Air DAta Computer) donde se le aplican otras correcciones por compresibilidad, temperatura, etc. Por eso lo que ve el piloto en el HUD o las pantallas del F-18 es una medida calibrada y estable de los parámetros velocidad y altura.
En el F-18 esto no sucede porque las sondas de presión del aire están situadas en el fuselaje cerca del morro. Están calibradas de forma que los errores por instalación (presión) sean mínimos. Las lecturas luego pasan a una centralita ADC (Air DAta Computer) donde se le aplican otras correcciones por compresibilidad, temperatura, etc. Por eso lo que ve el piloto en el HUD o las pantallas del F-18 es una medida calibrada y estable de los parámetros velocidad y altura.
Para una explicación detallada del ADC y de los sistemas Pitot - Estática es interesante visitar los post dedicados a ello.
ADC:
Análisis de velocidades erróneas:
Instrumentos básicos de datos de aire:
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