EL CENTRO DE PRESIÓN por J. G. Langford, Nueva Zelanda Aeromodeller annual 70-71

ANUAL AEROMODELER
EL CENTRO DE PRESIÓN

por J. G. Langford, Nueva Zelanda

¿Con qué frecuencia leemos en artículos de construcción e instrucciones de construcción de kits para modelos de vuelo libre: “Antes del vuelo, equilibre el modelo en el punto mostrado y pruebe el planeo. Si el morro es pesado, coloque el carton debajo debajo del borde de salida del estabilizador”. Ahora bien, este método de recorte inicial es de conocimiento común para la mayoría de nosotros, pero para un gran número sólo existe una conexión oscura entre el punto de equilibrio (centro de gravedad) y la incidencia del plano de cola. El eslabón de conexión es, por supuesto, el centro de sustentación o, como se suele decir, el centro de presión.

Equilibra un atizador horizontalmente sobre un dedo. El equilibrio sólo se producirá en un punto, cuando el dedo se coloque debajo del centro de gravedad del atizador. Mueva el dedo notablemente en cualquier dirección y un extremo u otro del atizador caerá.

El dedo puede compararse con el centro de presión de nuestras superficies de sustentación y esta posición ocurre longitudinalmente en nuestro modelo, donde hay una concentración aerodinámica de las fuerzas de sustentación de las superficies combinadas del ala y el plano de cola.

La mayoría de los modelos están diseñados para deslizarse con la actitud de su fuselaje dentro de unos pocos grados en cualquier sentido de la horizontal, y para hacerlo es obvio, a partir de nuestro ejemplo del póquer, que una disposición de fuerza con el C.P. verticalmente, o casi verticalmente en línea con el C.G. Deberá mantener esta actitud en el planeo. La disposición ideal, utilizada en aviones pilotados, es tener el C.P. nominalmente por encima del C.G., pero esta configuración es demasiado "fila" para los modelos a menos que tengamos algún método de control del elevador para volver a ajustar la máquina de los frecuentes cambios de actitud.

Para nuestro propósito es necesario contar con el C.G. ligeramente por delante del C.P. de modo que en caso de perturbación o pérdida de velocidad el modelo tenderá a bajar el morro y a sumergirse ligeramente para recuperar una actitud estable. Esto es lo más esencial al pasar de vuelo motorizado a vuelo planeador cuando el empuje desaparece, la velocidad cae repentinamente y el modelo normalmente se detendría sin algún método incorporado para aumentar la velocidad y la sustentación.

Ahora bien, al igual que el C.G., el término C.P. se utiliza a menudo de forma vaga para definir el avance y posición trasera del punto de elevación de una superficie, o una combinación de superficies. En realidad, por supuesto, se puede definir como un punto exacto, y suponiendo que nuestras áreas de elevación estén dispuestas simétricamente con respecto a nuestra línea central delantera y trasera, es obvio que también estará en esta línea central. Este punto se llama punto neutral (Fig. 2).

Si un modelo tiene un ala deformada, la sustentación en un lado excederá la sustentación en el otro, con lo que el punto neutro se desplazará hacia el lado que dé mayor sustentación. Podemos ver aquí nuevamente a nuestro viejo amigo el modelo desequilibrado, y es este desplazamiento el que hace que el modelo se ladee (Fig. 3).

En el caso de un ala rectangular simple de, digamos, la sección Clark Y, el C.P. se encuentra aproximadamente a un tercio del borde de ataque cuando el ala está en un ángulo de ataque de 4°. Si el ángulo de ataque aumenta el C.P. avanza, y cuando disminuye (alta velocidad) el C.P. se mueve hacia atrás. Esta característica es, en cierto modo, desafortunada para nosotros, ya que, si nuestro modelo estuviera volando con el morro hacia arriba y parcialmente calado, nada podría ser mejor para él que un movimiento brusco hacia atrás del punto de sustentación detrás del C.G. restaurarlo a una actitud nivelada. Sin embargo, ocurre lo contrario, lo que tiende a empeorar aún más las cosas. Sin embargo, en la práctica, el momento de elevación de nuestro avión de cola normalmente es suficiente para amortiguar lo peor de estos cambios en los ángulos de ataque.

Hasta hace poco se consideraba que la única función de un plano de cola debería ser estabilizar el modelo contra perturbaciones hacia adelante y hacia atrás. Por lo tanto, el plano de cola tenía una sección aerodinámica simétrica y estaba preparado para volar en un ángulo de ataque de 0°, sin dar sustentación. En otras palabras, simplemente mantuvo el plano principal “en la ranura” en, digamos, un ataque de 4°. Si observa los planos de los planeadores antiguos, verá que en la mayoría de los casos el punto de equilibrio está aproximadamente a un tercio del plano principal borde de ataque ya que el plano principal era normalmente la única superficie de elevación.

Sin embargo, los tiempos han cambiado y ahora nuestro estabilizador también tiene sustentación con frecuencia.
Esto significa que el C.P. Ahora es una fuerza resultante del ala y la cola, y cuanto más elevación está diseñada la cola, más se mueve hacia atrás la reacción total.

Por lo tanto, en términos generales, cuanto más grande es el plano de cola, más atrás irá el C.P. y así el C.G. Esto es particularmente notable en diseños de duración de potencia con planos de cola grandes donde el C.P. puede estar entre el 50 y el 100 % del borde de ataque del ala (Fig. 4).

Lo que debemos recordar es que aunque el punto de equilibrio en un diseño pueda parecer muy lejano, el C.P. siempre está un poco más atrás todavía.

Ahora podemos ver que si hemos construido nuestro modelo según un plan probado con las incidencias de cola y ala correctas, y el equilibrio del modelo donde se indica, debería resultar un buen planeo que muestre que nuestro C.G. y C.P. están en sus lugares correctos.

Generalmente se han introducido ligeras imprecisiones en nuestro entorno de incidencia, lo que nos da un C.P. demasiado adelante o atrás de nuestro C.G. Si un modelo muestra una tendencia a estancarse al planear nuestro C.P. está demasiado adelante, y para traerlo hacia atrás aumentamos la sustentación en el plano de cola empaquetando el borde de ataque. Hay que destacar que este método sólo se puede utilizar para eliminar pequeñas imprecisiones. Si estamos acostumbrados a los extremos, reduciremos o aumentaremos el ángulo de ataque de nuestra ala, en la que dependemos durante la mayor parte de nuestra sustentación, hasta un punto en el que esté operando a velocidades muy ineficientes relaciones de elevación/arrastre e inducen características de estabilidad desagradables. Por lo tanto, si su modelo necesita empacar hasta un punto donde las incidencias ala-cola difieren mucho de 2 a 4, siempre mueva su C.G. posición primero mediante ajustes de peso o lastre. En conclusión, a menos que comprenda completamente lo que está buscando, nunca se sienta tentado a alterar la estabilidad de planeo que tanto le costó ganar para solucionar los problemas de encendido.

Los ajustes de la línea de empuje con su motor se encargarán de la mayoría de estos problemas.