Dinámica
La trayectoria y la velocidad evolucionan con el cabeceo y la potencia. El control de γ queda desactivado. Observe cómo responde la trayectoria al cambio de actitud.
MANUAL DE USO / 01
Observe el ángulo.
Comprenda el vuelo.
Un laboratorio interactivo para explorar la relación entre actitud, trayectoria, velocidad y viento relativo. Empiece por los controles; después observe qué cambia en el ala.
LA RELACIÓN CENTRAL
α=θ−γ
01 / PRIMER CONTACTO
Empiece en vuelo estabilizado
Abra la cabina. La condición inicial es IAS de 140 kt, cabeceo de +4°, trayectoria de 0° y palanca al 50%, al nivel del mar en la atmósfera estándar. El ángulo de ataque es +4°. El modo Dinámica está activo. Use Restablecer vuelo para volver a esta condición en cualquier momento.
Los tres cristales pertenecen a la cabina. La ventana de las alas es un instrumento superpuesto al entorno. El cielo no tiene nubes en esta versión.
02 / GEOMETRÍA DEL VUELO
Tres ángulos, referencias diferentes
- Cabeceo · θ
- Actitud del avión respecto al horizonte. Un valor positivo significa que el morro está por encima del horizonte.
- Trayectoria · γ
- Dirección del movimiento respecto a la masa de aire. Un valor positivo indica una trayectoria ascendente en el aire.
- Ángulo de ataque · α
- Diferencia entre la dirección de la cuerda del ala y la trayectoria en el aire. En esta aplicación, el ángulo de incidencia de instalación del ala es cero: α = θ − γ.
Un morro por encima del horizonte no significa necesariamente un ángulo de ataque positivo.
03 / ACTITUD
Controle el cabeceo
Arrastre el CONTROL DE CABECEO, use sus botones −/+ o arrastre un cristal hacia arriba o hacia abajo. El valor junto al control es la consigna; el instrumento CABECEO muestra la actitud actual. Durante el movimiento, la respuesta es gradual.
El ala sigue el cabeceo. La referencia del horizonte se desplaza en el cristal, mientras que el símbolo del avión permanece fijo. El marcador de trayectoria indica la dirección del movimiento en el aire. La separación entre estas referencias ayuda a visualizar el ángulo de ataque.
04 / TRAYECTORIA
Compare los dos modos
Manual
El control de γ queda habilitado. Elija la trayectoria para estudiar la geometría por separado. El cabeceo y la palanca siguen disponibles.
05 / ENERGÍA
La palanca controla la potencia
Arrastre la palanca hacia arriba para aumentar la potencia y hacia abajo para reducirla. No selecciona directamente una velocidad: la IAS responde de forma gradual al empuje, a la resistencia y a la inclinación de la trayectoria.
- IAS: velocidad indicada, en nudos. Representa la presión dinámica del aire sobre el avión.
- GS: velocidad horizontal sobre el suelo (ground speed), en nudos.
- Indicador de velocidad vertical: instrumento analógico junto a la caja de la IAS. El cero está a la izquierda; la aguja sube en ascenso y baja en descenso, hasta 4.000 ft/min.
La TAS, velocidad verdadera con la que el aire incide sobre el ala, se sigue calculando. Determina la trayectoria, la GS, la velocidad vertical y la animación del flujo. Por encima del nivel del mar, la TAS es mayor que la IAS.
06 / REFERENCIA DEL AIRE
Viento relativo sobre el perfil
El viento relativo es opuesto a la velocidad del avión respecto al aire. Su magnitud sigue la TAS y su dirección sigue la trayectoria en el aire. Este es el flujo libre de referencia utilizado por FoilShape. La ventana del ala indica esta velocidad como TAS; el panel muestra la IAS.
La masa de aire se considera estacionaria respecto al suelo. GS muestra la componente horizontal de la velocidad del avión; en vuelo nivelado, coincide con la TAS. El ángulo de ataque sigue siendo α = θ − γ. Las ráfagas y el viento vertical no están modelados.
07 / FLUJO
Interprete el movimiento sobre el ala
El ala derecha muestra el perfil detallado. Las líneas y partículas del flujo adherido proceden del campo potencial. La velocidad de la animación sigue la TAS y el viento relativo sigue la trayectoria en el aire. El tiempo se ralentiza para facilitar la observación.
Por encima de |α| = 13°, las líneas del lado de succión se alejan progresivamente de la superficie, con una región de recirculación y una estela animada. Con ataque negativo, aparece en el lado inferior. La separación, su posición, las velocidades locales y los colores de este régimen son ilustrativos, no CFD ni una predicción de pérdida real. El umbral de 13° es un parámetro visual didáctico, no un límite operativo.
Las lecturas junto al ala siguen el cabeceo, la trayectoria y el ataque. La textura metálica, los reflejos y la iluminación están predefinidos. Las dos palancas se mueven juntas y controlan una única potencia didáctica.
- Flujo: muestra u oculta bandas, líneas, partículas y recirculación.
- Vectores: muestra u oculta las referencias de cabeceo, trayectoria y ataque; también afecta al marcador de trayectoria en la cabina.
- Colores: el flujo adherido compara la velocidad local con la TAS. En la separación esquemática, COLORES ILUSTRATIVOS sustituye a la escala numérica. Los colores no representan presión.
Las pestañas DER. e IZQ., junto a Flujo, Vectores y Colores, alternan la ventana entre el ala derecha y el ala izquierda con el mismo tamaño. La pestaña IZQ. usa un dibujo simplificado, sin vectores ni colores; en ella, Vectores y Colores quedan desactivados. Sin alabeo, ambas alas tienen el mismo ángulo de ataque.
Vista 3D: arrastre la imagen del ala para girarla 360°; haga doble clic en ella para volver a la vista lateral, que es la predeterminada. Fuera de la vista lateral, la imagen se aleja un poco y muestra un tramo de ala con el mismo flujo repetido en algunos planos a lo largo de la envergadura, solo cerca del ala. El campo de colores queda en el plano central, y las referencias de cabeceo, trayectoria y ataque quedan en la cara orientada hacia usted. La cabecera muestra 3D mientras la vista está girada; Restablecer vuelo también vuelve a la vista lateral.
08 / EJERCICIOS
Distinga la actitud del ángulo de ataque
Seleccione Manual. Ajuste el cabeceo y la trayectoria y espere a que los instrumentos alcancen los valores indicados. También puede pausar y ajustar los ángulos para comparar estados estáticos.
| Cabeceo θ | Trayectoria γ | Ataque α |
|---|---|---|
| +4° | 0° | +4° |
| +4° | +10° | −6° |
| −2° | −8° | +6° |
Después, restablezca el vuelo y aumente el cabeceo en Dinámica. Compare el cambio inicial de α con la respuesta posterior de la trayectoria. Cambie una variable cada vez.
09 / USO
Pausa, ventana y teclado
Use los botones superiores para pausar, restablecer y abrir la pantalla completa. Arrastre la cabecera de la ventana de las alas para recolocarla en el ordenador. Arrastre la imagen del ala para girar la vista 3D; el doble clic vuelve a la vista lateral. El botón × cierra la ventana; ALAS la vuelve a abrir. En el móvil, la ventana y los instrumentos se organizan en una secuencia vertical.
- ↑ / ↓
- Ajustar la consigna de cabeceo en pasos de 1°; con Shift, 0,1°.
- + / −
- Modificar la potencia en 5 puntos porcentuales.
- Espacio
- Pausar o reanudar.
- R
- Restablecer la condición inicial.
Los atajos generales dependen del foco: al seleccionar un control, el teclado actúa sobre ese control. En la palanca, ↑/↓ modifica la potencia; Home selecciona 0% y End, 100%. Escape cierra la explicación.
10 / MODELO Y REFERENCIAS
Qué representa esta visualización
El perfil y el flujo adherido utilizan la transformación de Joukowski con circulación determinada por la condición de Kutta. Es un campo potencial bidimensional, incompresible, sin viscosidad y cuasiestacionario. No hay CFD ni resolución de la capa límite.
Por encima de |α| = 13°, el aviso y la estela son ilustrativos. El modelo no predice la separación del flujo, la turbulencia ni la pérdida reales; ese ángulo no es un límite operativo. La dinámica longitudinal utiliza coeficientes didácticos independientes del campo dibujado y límites propios de velocidad y trayectoria. LÍMITE DEL MODELO indica que se ha alcanzado uno de esos límites.
La IAS sigue a FoilShape: atmósfera estándar y presión dinámica q0 = ½ρV². El indicador convierte esa presión con la densidad al nivel del mar: IAS = TAS × √(ρ/ρ0), sin errores de instrumento ni de posición. El vuelo comienza al nivel del mar. La sustentación y la resistencia dependen de la presión dinámica: para el mismo ángulo de ataque y la misma trayectoria, la IAS de equilibrio no cambia con la altitud, mientras que la TAS aumenta al ascender. El empuje no varía con la altitud.
No hay una aeronave específica, nubes ni dinámica de alabeo en esta versión. La inclinación lateral, por sí sola, no implica ángulos de ataque diferentes en ambas alas.
La vista 3D no añade física al modelo. FoilShape trata un perfil bidimensional; por eso, el mismo campo se repite a lo largo de un tramo corto de envergadura, como en una sección de ala de envergadura infinita. Los vórtices de punta de ala y el downwash, efectos tridimensionales de un ala finita, no se representan.
Referencias conceptuales: NASA — Joukowski y condición de Kutta; NASA — ángulo de ataque; NASA — downwash y vórtices de punta de ala.
FAA — Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge · Capítulos 4 (Principles of Flight) y 5 (Aerodynamics of Flight). NASA — fuerzas en ascenso.
NASA/BGA — FoilShape (Tom Benson) · Referencia para la geometría de Joukowski, la velocidad local, la atmósfera estándar, la presión dinámica y la visualización simplificada del flujo con ataque elevado. La implementación JavaScript y las animaciones de esta aplicación son independientes.