[Música] hoy veremos la segunda parte de principios de peso y balance como lo dijimos en el vídeo anterior debido a que este tema es un poco extenso se separó en dos vídeos en la parte 1 es decir en el vídeo anterior vimos los temas relacionados con los efectos del peso en una aeronave definiciones y figuras de pesos limitaciones de peso estructurales y limitaciones de peso por rendimiento en este vídeo veremos los temas relacionados con distribución de peso y centro de gravedad consideraciones de estabilidad de control y límites del centro de gravedad así que iniciemos con
la distribución del peso en una aeronave la distribución del peso es de extrema importancia ya que ésta puede cambiar las características de estabilidad y rendimiento drásticamente es decir en otras palabras que no solamente importa la cantidad de peso a bordo de un aeronave sino también la distribución del mismo es decir que estamos hablando directamente del control de balance más precisamente la posición del centro de gravedad en una aeronave recordemos entonces el concepto acerca del centro de gravedad o ejemplo este es el punto en el cual se considera ejercido todo el peso de la aeronave y
si la aeronave se suspende este estaría en equilibrio como una nota adicional en algunos casos se puede llamar también centro de masa y debemos notar que este punto es tridimensional lo que significa que se mueve a través de los tres ejes de la aeronave a través del eje longitudinal como se puede ver en el ejemplo a través del eje lateral y también a través del eje vertical vale la pena recalcar que la posición del centro de gravedad a través de todos estos ejes depende de la distribución del peso a bordo y para efectos de peso
y balance el movimiento más crítico del centro de gravedad es aquel que ocurre en torno a los ejes longitudinal y lateral por lo tanto veamos entonces un poco más en detalle cómo se mueve el centro de gravedad en torno a estos dos ejes iniciando entonces con el movimiento del centro de gravedad a través del eje lateral debemos saber que las aeronaves tienden a ser simétricas en cuanto a la distribución del peso en el eje lateral esto significa que si vemos un aeronave desde la parte frontal y la partimos en dos ambos lados pasarán casi lo
mismo lo que ubicaría entonces el centro de gravedad justamente en el centro del eje lateral lo que nos brinda características favorables de estabilidad sin embargo puede que en algunos casos se experimenten condiciones fuera de balance en cuanto al eje lateral y la principal causa es el desbalance de combustible como sabemos los diseños convencionales tienden a ubicarlos antes de combustible en los planos por lo tanto estos afectan la distribución del peso en el eje lateral y por lo tanto también al centro de gravedad en caso de que estos tanques se encuentren en desbalance es decir que
un tanque tenga más combustible que el otro este también tendrá mayor peso es decir que un lado de la aeronave pesa más que el otro y por esto el centro de gravedad se desplaza hacia el lado más pesado causando así inestabilidad lateral y aunque los procedimientos están diseñados para que esto no ocurra puede que se presente desbalance de combustible en ciertas situaciones por ejemplo primero que todo una carga desigual de combustible durante el abastecimiento es decir que mientras la aeronaves haciendo tanqueada en tierra se llene más un tanque que el otro lo que causaría entonces
un desbalance de combustible otra causa puede ser también el consumo desigual de combustible en vuelo que puede darse por diferentes factores y finalmente también podríamos considerar la posibilidad de una fuga de combustible en vuelo debemos saber que aunque normalmente no se requiere un cálculo de centro de gravedad minucioso para el eje lateral se deben tener en cuenta estas condiciones fuera de balance al igual que sus efectos adversos ya que vimos entonces en qué consiste el movimiento del centro de gravedad en torno al eje lateral pasemos ahora con el movimiento del centro de gravedad a través
del eje longitudinal la distribución de peso longitudinalmente en una aeronave tiende a cambiar en cada vuelo debido a la distribución de carga pasajeros combustible etcétera y a su vez es la más crítica en cuanto a condiciones de estabilidad y control ya que una aeronave presenta diferentes características de vuelo dependiendo de la posición del centro de gravedad en el eje longitudinal y nuevamente esta posición depende de la distribución del peso eso significa que si el peso de la aeronave se concentra en la parte delantera el centro de gravedad se moverá hacia adelante mientras que si por
el contrario el peso se concentra en la parte trasera el centro de gravedad se moverá hacia atrás pero entonces en qué afecta a las características de vuelo esta posición del centro de gravedad pues bien la posición longitudinal del centro de gravedad afecta directamente a la velocidad de pérdida la velocidad de crucero la estabilidad longitudinal la distancia de carrera de despegue y aterrizaje-- requeridas las características de recuperación de pérdida y la carga estructural en el tren de aterrizaje justamente debido a esto es que se requiere un cálculo preciso de la posición del centro de gravedad en
el eje longitudinal para cada a continuación entonces veremos cada una de estas características de vuelo y cómo se ven afectadas por la posición del centro de gravedad en torno al eje longitudinal iniciando por la velocidad de pérdida para este ejemplo supongamos que tenemos un aeronave que se encuentra cargada con un centro de gravedad adelantado es decir que el peso se concentra en la parte delantera del aeronave en este caso observando la distribución de fuerzas de sustentación y de peso podemos ver que el aeronave tiene una tendencia inherente de cabeceo abajo la cual es contrarrestada por
medio de la fuerza hacia abajo provista en el estabilizador horizontal y el elevador sin embargo observando un poco más en detalle esta condición podemos ver que la fuerza en la cola es decir la del estabilizador horizontal actúa en la misma dirección que el peso es decir hacia abajo como si fuera un peso adicional esto significa que la sustentación no solamente debe contrarrestar ahora el peso sino también que debe contrarrestar la fuerza hacia abajo en la cola de esta manera para poder lograr el vuelo a nivel se requiere entonces un aumento de sustentación y al tener
que volar con mayor sustentación la aeronave alcanza el ángulo de ataque crítico a mayor velocidad la pérdida se produce a mayor velocidad con lo cual podemos concluir que la velocidad de pérdida es mayor con un centro de gravedad adelantado podríamos también verlo desde el punto de vista que el peso aparente del aeronave aumenta y al aumentar el peso la velocidad de pérdida también aumenta veamos ahora qué sucede con la velocidad de pérdida con un centro de gravedad atrasado en este caso si observamos la distribución de fuerzas de sustentación y peso podemos observar que con un
centro de gravedad atrasado no se produce la tendencia de cabeceo abajo eso significa que la fuerza hacia abajo del estabilizador horizontal y el elevador es casi nula o inexistente si analizamos más de cerca esta condición podremos ver que al no haber fuerza hacia abajo en la cola no hay un peso adicional es decir que la sustentación no debe aumentar significativamente y de esta manera al requerir menos sustentación para mantener el vuelo a nivel de arona alcanza el ángulo de ataque crítico a menor velocidad es decir que con un centro de gravedad atrasado la velocidad de
pérdida es menor ya vimos entonces cómo se ve afectada la velocidad de pérdida dependiendo de la posición del centro de gravedad veamos ahora la segunda condición la velocidad de crucero en este caso y para este ejemplo nuevamente vamos a asumir que estar o nave está hablando con un centro de gravedad adelantado en este caso observando la distribución de fuerzas de sustentación y peso nuevamente se genera la tendencia de cabeza abajo la cual es contrarrestada por medio de la fuerza hacia abajo provista por el estabilizador horizontal al actuar entonces en la misma dirección que el peso
la sustentación debe contrarrestar tanto el peso como también la fuerza en el estabilizador hacia abajo es decir que para poder volar en crucero a nivel la sustentación debe ser mayor y al producirse mayor sustentación en crucero también se produce mayor resistencia inducida lo que significa que la resistencia total aumenta por lo tanto podemos concluir que la velocidad de crucero se reduce con un centro de gravedad adelantado veamos ahora qué pasa con un centro de gravedad atrasado en este caso viendo la distribución de fuerzas podemos ver que con un centro de gravedad atrasado no se produce
la tendencia de cabeceo abajo esto significa que la fuerza hacia abajo del estabilizador horizontal y el elevador es casi nula y justamente debido a que esta fuerza es tan pequeña la sustentación no debe considerablemente y al requerir menos sustentación en crucero también se produce en menor resistencia inducida es decir que la resistencia total al avance se reduce por lo tanto podríamos entonces concluir que la velocidad de crucero es mayor con un centro de gravedad atrasado ya que vimos entonces cómo se ve afectada la velocidad de crucero por el centro de gravedad pasemos ahora con la
estabilidad longitudinal como vimos en el vídeo acerca de estabilidad en los tres ejes ubicar el centro de gravedad por delante del centro de presión brinda estabilidad longitudinal ya que en esta configuración la aeronave presenta una tendencia inherente de regresar a la condición de equilibrio debido justamente a la fuerza producida en el estabilizador horizontal habiendo entonces recordado esto veamos qué sucede con una aeronave que vuela con un centro de gravedad adelantado en este caso observando la distribución de fuerzas podemos ver que se produce una tendencia de cabeceo abajo que debe contrarrestarse por medio de la fuerza
en el estabilizador horizontal y como podemos concluir con el centro de gravedad muy por delante del centro de presión la aeronave presenta mayor estabilidad longitudinal veamos ahora qué sucede con la estabilidad longitudinal con un centro de gravedad en este caso según la distribución de fuerzas no se produce un momento de cabeceo abajo por lo tanto la fuerza en el estabilizador es menor y por lo tanto al tener el centro de gravedad muy cerca del centro de presión la aeronave presenta menor estabilidad longitudinal ahora ya que vimos esto pasemos entonces con la carrera de despegue en
este caso vamos a suponer que vamos a despegar con el centro de gravedad adelantado como sabemos para despegar se requiere producir un momento de cabeceo arriba y para poder hacer esto según la distribución de fuerzas con un centro de gravedad adelantado la fuerza requerida en el elevador para producir el cabeceo es mayor y debemos saber que esta fuerza en el elevador depende directamente de la velocidad del aire a través del mismo lo que significa que para poder producir una mayor fuerza se requiere mayor velocidad y al requerir una mayor velocidad para el despegue también se
requiere mayor distancia de carrera de despegue para poder acelerar hasta esa velocidad así que podemos concluir que con un centro de gravedad adelantado la carrera pegue aumenta veamos ahora qué sucede con la carrera despegue con un centro de gravedad atrasado en este caso debido a la distribución de fuerzas para producir el cabeceo arriba se requiere una fuerza mucho menor en el elevador por lo tanto esta fuerza puede ser obtenida a una menor velocidad lo que significa que la aeronave puede despegar a una velocidad menor y al requerir una menor velocidad para despegar también se requiere
menor distancia de carrera de despegue para acelerar hasta esa velocidad así que en conclusión con un centro de gravedad atrasado la carrera de despegue requerida se reduce algo similar ocurre con la carrera de aterrizaje en este caso vamos a suponer que vamos a aterrizar con un centro de gravedad adelantado en este caso para realizar el flare o la recogida durante el aterrizaje se requiere mantener la nariz una actitud de cabeceo arriba y nuevamente para producir el cabeceo arriba se requiere una cierta fuerza en el estabilizador horizontal al tener el centro de gravedad tan adelantado la
fuerza en el elevador para poder mantener la nariz arriba es mayor y ya que esta fuerza depende de la velocidad del aire la aeronave debe aterrizar con una mayor velocidad al requerir entonces una mayor velocidad para aterrizar también se requiere mayor distancia de carrera de aterrizaje para poder frenar por lo tanto en conclusión con un centro de gravedad adelantado la carrera de aterrizaje requerida es mayor lo contrario sucede con un centro de gravedad atrasado en este caso nuevamente se requiere mantener la actitud de nariz arriba durante el aterrizaje y debido a la distribución de fuerzas
la fuerza requerida en el estabilizador horizontal y el elevador es menor lo que significa que se puede aproximar y aterrizar a una menor velocidad al requerir menor velocidad para el aterrizaje también se requiere una menor distancia de carrera de aterrizaje por lo tanto podemos deducir que con un centro de gravedad atrasado la carrera de aterrizaje se reduce ya que vimos entonces lo concerniente a las carreras de despegue y aterrizaje veamos ahora las características de recuperación de pérdida para este ejemplo nuevamente vamos a suponer que el centro de gravedad se encuentra adelantado según la distribución de
fuerzas sustentación y peso se produce una tendencia inherente de cabeceo abajo la cual es contrarrestada por la fuerza en el estabilizador horizontal hacia abajo esto significa que en caso de una perdida la aeronave naturalmente tenderá a bajar la nariz reduciendo así el ángulo de ataque y recuperando la pérdida naturalmente lo cual se considera una característica de recuperación de pérdida favorable ahora veamos qué pasa con un centro de gravedad atrasado en este caso debido a la distribución de fuerzas con el centro de gravedad atrasado no se producen tendencias de cabeceo significativas es decir que la fuerza
en el estabilizador horizontal también es bastante pequeña por lo tanto en caso de una pérdida de la aeronave no bajará la nariz naturalmente y en algunos casos puede que incluso mantenga una tendencia de cabeza arriba lo cual agravaría aún más la pérdida por lo tanto decimos que con un centro de gravedad atrasado las características de recuperación de pérdidas son desfavorables finalmente veamos el último factor la carga estructural en el tren de aterrizaje en este caso con un centro de gravedad adelantado se depositaría mayor peso en el tren de nariz mientras que con un centro de
gravedad atrasado se deposita mayor peso en el tren principal está hablando en una configuración de tren de aterrizaje tipo del ciclo se debe tener en cuenta que algunas aeronaves pueden tener limitaciones estructurales de diseño con respecto a la carga ejercida en el 33 a g ya sea el delantero o el principal por lo tanto esta distribución de peso depende mucho de las limitaciones de la aeronave y su diseño como tal ya que vemos los factores y las características de vuelo que se ven afectadas por la posición del centro de gravedad veamos un resumen con respecto
a un centro de gravedad adelantado y atrasado en primer lugar con un centro de gravedad adelantado obtendremos una mayor velocidad de pérdida caso contrario a un centro de gravedad atrasado con un centro de gravedad adelantado también obtendremos una menor velocidad de crucero es decir que el aeronave es menos eficiente en comparación con un centro de gravedad atrasado también podemos observar una mayor carrera de despegue y aterrizaje con un centro de gravedad adelantado es decir un rendimiento reducido durante estas fases sin embargo también debemos tener en cuenta que con un centro de gravedad adelantado obtendremos mayor
estabilidad longitudinal y comparación con un centro de gravedad atrasado también obtendremos características favorables de recuperación de pérdida mientras que con un centro de gravedad trazado y finalmente dependiendo de la configuración y diseño de la aeronave obtendremos mayor carga estructural en tren de nariz o en el tren principal así que como podemos ver tener un centro de gravedad adelantado o atrasado tiene ventajas y desventajas por esto es que se establecen los límites de centro de gravedad el fabricante especifican no solamente limitaciones de peso sino también limitaciones de la posición del centro de gravedad es decir directamente
limitaciones de balance como ya dijimos estas limitaciones normalmente se refieren a la posición del centro de gravedad a través del eje longitudinal ya que es la más crítica y se establecen con el objetivo de evitar efectos adversos producto del centro de gravedad ya sea muy adelantado o muy atrasado cabe recalcar también que en algunas ocasiones estos límites del centro de gravedad varían dependiendo del peso de la aeronave es decir que no son límites fijos sino que es dependiendo de qué tan pesada esté la aeronave tendrá unos ciertos límites de centro de gravedad tanto anterior como
posterior un factor a tener en cuenta también es el movimiento del centro de gravedad durante el vuelo ya que el centro de gravedad no permanece en un punto fijo durante todo el vuelo pues el consumo de combustible y el movimiento de los ocupantes a bordo hacen que el centro de gravedad se mueva durante todo el vuelo veamos un ejemplo con respecto al consumo de combustible en este caso tenemos un aeronave que tiene los tanques de combustible y los planos si el centro de gravedad se encuentra por delante de estos tanques al consumirse el combustible la
parte trasera de la aeronave quedaría más liviana y por lo tanto el centro de gravedad se movería hacia adelante mientras que si el centro de gravedad se encuentra detrás de los tanques el consumo de combustible causará que la parte frontal quede más liviana y el centro de gravedad se mueva más hacia atrás por lo tanto durante el cálculo de peso y balance se debe tener en cuenta el efecto del consumo del combustible estimado en la posición del centro de gravedad para así verificar que durante la totalidad del vuelo el centro de gravedad se mantenga dentro
de los límites establecidos cabe recalcar también que entre más cerca estén los tanques de combustible del centro de gravedad menor será su cambio de posición a medida que se consuma el combustible espero que este vídeo les haya servido para entender un poco mejor los conceptos de centro de gravedad y qué efecto tiene en ciertas características de vuelo para más contenido acerca del mundo náutico hicieron los comentarios que otro tipo de temas quisiera que tratara en los vídeos [Música]
