El Mecanismo Aerodinámico de Efecto Terrestre

El efecto de la tierra es una respuesta aerodinámica predecible que ocurre cuando un avión opera en aproximadamente un ala del suelo. La superficie sólida limita físicamente el flujo de aire tridimensional alrededor del ala, sobre todo el alatip vortices. En el aire libre, un ala produce el levantamiento creando un diferencial de presión, más alta presión por debajo, más abajo.

El efecto es más fuerte en una altura igual a un cuarto de la cacerola y los tapers hacia fuera por una sola ala. Para un avión de aviación general de 36 pies de altura, los cambios más críticos ocurren por debajo de 9 pies; para un Boeing 737 con un lazo de 117 pies, el efecto de tierra comienza alrededor de 30 pies y es más fuerte por debajo de 10 pies.

Cómo el efecto terrestre disminuye la arrastre inducida

La arrastre inducida es la fuente de arrastre dominante a bajas velocidades, como durante el despegue y aterrizaje. El efecto terrestre suprime el sistema de vórtice, reduciendo la arrastre inducida en un 40 a 50 por ciento a una altura del 10 por ciento de alas, según NASA Glenn Research Center estudios.

  • aceleración y despegue: La baja resistencia total permite que el avión acelere más rápidamente durante el despegue, alcanzando la velocidad de rotación en una distancia más corta. Una vez que el aire se produce en el suelo, el elevador adicional y la baja resistencia permiten que el avión suba o acelere con menos potencia, beneficioso para las pistas cortas o suaves.
  • Floating on landing: Sin la arrastre inducida habitual para desangrar la velocidad del aire, un avión que entra en el efecto del suelo durante la bengala tiende a flotar distancias considerables antes de tocar. Un Cesna 172 que lleva un adicional de 5 nudos en la final puede flotar 500 pies o más.
  • Comportamiento de puestos alterado: El ángulo de ataque de estancamiento puede cambiar ligeramente en el efecto de la tierra; algunas alas se estancan en un ángulo marginalmente inferior debido a un flujo de lavado y de lazo. Resistir sólo en un cuerno de advertencia de establo libre puede llevar a una caída de ala sorpresa a baja altitud.
  • Cambios de los brazos: La lavado desbordado modificado afecta la eficacia de la cola. Algunos aviones experimentan un momento de lanzamiento de la nariz que entra en efecto de tierra, mientras que otros se levantan. Los pilotos deben estar listos para compensar, especialmente durante la bengala.

Efecto del suelo durante el despegue

Desde el despegue de la lanzadera en la tierra, el avión opera en efecto terrestre. La rotación a la velocidad correcta utiliza el ascensor mejorado para romper tierra sin problemas. En muchos aviones ligeros, las velocidades de rotación recomendadas y escalada inicial suponen una aceleración breve en el efecto de tierra antes de escalar. Una técnica común es el despegue de campo blando: el despegue de la velocidad de aterrizaje más baja posible y mantener el exceso de velocidad.

Los pilotos deben evitar “atraer detrás de la curva de potencia”. Rotating demasiado temprano en un ángulo de ataque excesivamente alto puede causar la arrastre desde el elevador (incluso reducido) hasta el empuje de la empuje, lo que conduce a una condición de mushing. Si esto ocurre, empuja la nariz hacia adelante ligeramente para permanecer en el efecto de tierra y ganar velocidad de aire.

Efecto de tierra: La sensibilidad de hundimiento

El efecto de salida del suelo produce un marcado “sentimiento de hundimiento”. Mientras el avión sube por encima de un ala, los vórtices se vuelven a formar, aumenta la la lavaplatos y los picos de arrastre inducidos. Para un determinado ajuste de potencia, la tasa de subida puede detenerse o incluso disminuir momentáneamente. Los pilotos deben anticipar esto y ajustar el campo o la potencia.

Efecto de tierra durante el aterrizaje

El desvío de los pies es donde el efecto de tierra afecta más de manera tangible al manejo. A medida que el avión desciende en efecto de tierra, las caídas de la arrastre inducidas y la curva de elevación se enrollan, creando un flotador pronunciado. Unos pocos nudos de velocidad de acercamiento excesivo pueden llevar el avión más allá de la zona de desplegable prevista, arriesgando un gorrocamiento o de los pies.

Globos, porpoising y aterrizajes de Bounced

La mala gestión de efectos de tierra suele llevar a la balonización (una entrada de lanzamiento demasiado agresiva que causa una subida temporal) o al porpoeo (absorción debido a la alternancia de entradas de campo). La respuesta correcta es mantener la actitud de lanzamiento, dejar que la velocidad se disipa o ir alrededor. En operaciones de plan de mar, el balonamiento sobre el agua puede ser especialmente problemático debido a superficies irregulares y menos referencias visuales.

Misconcepciones comunes sobre el efecto terrestre

  • "Es un cojín de aire como un aerogenerador". Mientras que a menudo se describe como un cojín, el mecanismo dominante es la supresión de vórtice y reducción de lavado, no aire comprimido. El aumento de presión menor bajo el ala es secundario.
  • "El efecto de tierra que hace siempre es un estancamiento" El avión experimenta un aumento de la arrastre, no un estancamiento, a menos que el lanzamiento de las mallas piloto. La sensación de hundimiento es una transición aerodinámica normal.
  • "Siempre debes salir lo más rápido posible." En las pistas cortas, limitadas por obstáculos, permanecer en el efecto terrestre para acelerar a Vx o Vy puede reducir la distancia de eliminación de obstáculos. La rápida escalada prematuramente puede ser ineficiente.
  • "Sólo se afectan aviones pequeños". Los grandes jets con grandes lapsos experimentan un efecto significativo en el suelo: los 747 pilotos manejan riesgos flotantes y de desplazamientos a la cola desde arriba de 50 pies.
  • "El efecto redondo es el mismo sobre todas las superficies." Las superficies rugosas o porosas (poca pequeña) pueden reducir ligeramente el efecto, pero para volar en la práctica las diferencias son menores.

Mejores prácticas para pilotos

Despegue.

  • Girar a la velocidad recomendada del fabricante y permitir la aceleración en el efecto de tierra antes de establecer una subida positiva. Retraer los solapados en el horario.
  • En campos blandos, despegue a velocidad mínima de aire y mantenga el efecto de tierra hasta alcanzar velocidad de escalada segura. Utilice una subida poco profunda a la transición sin problemas.
  • En altura de alta densidad, esperar un segmento de aceleración de efecto terrestre más largo y un fregadero pronunciado al salir del cojín.

Landing

  • Volar un enfoque estabilizado a la velocidad de destino correcta (1.3 Vso más factor de la ráfaga).
  • Inicia la bengala a la altura adecuada (10-15 pies para aviones ligeros) y reduce el lanzamiento como decaimientos de velocidad. No espere a que el cojín para bajar el avión.
  • En condiciones de viento o viento cruzado, agregue un pequeño margen de velocidad pero planee volar el avión a la pista con flotación mínima. Mantenga la corrección de viento cruzado a pesar de la menor eficacia del aileron.
  • Si ocurre un rebote o un globo, mantenga la actitud de lanzamiento o vaya por ahí. Evite forzar el avión al suelo.

Consideraciones avanzadas: operaciones de aeronaves pesadas y de múltiples niveles

En aviones de turbofán pesados, la reducción de la arrastre inducida es menos dramática en términos porcentuales, pero el cambio de arrastre absoluto todavía afecta el rendimiento de aterrizaje. La prevención de arrastre de arrastre de arrastre es un enfoque primario: el cojín de efecto de tierra puede causar un flotador prolongado, requiriendo una reducción precisa de la arrastre principal suavemente.

Para más lectura, el Manual de Aeronáutica de la FFAA Pilot] (capítulo 5) proporciona texto fundacional. SKYbrary recoge informes de seguridad operacional sobre incidentes relacionados con el efecto terrestre. AOPA Air Safety Institute ofrece formación piloto sobre la gestión de los efectos.