El rincón del ataúd: más allá de las limitaciones

El portador de un nombre ominoso, "Esquina del Ataúd" (Coffin Corner) suena espeluznante, pero no tiene por qué serlo. Los comportamientos de las aeronaves dentro de la esquina del ataúd están regidos por varios factores aerodinámicos conocidos.

Una vez que se explica y comprende la interacción entre estos factores, la Esquina del Ataúd se vuelve mucho más predecible y navegable para el piloto experto.

¿Qué es la Esquina del Ataúd?

En la Circular Asesor 61-107B, la Administración Federal de Aviación (FAA) define la Esquina del Ataúd, o Q-Corner, como se la nombra oficialmente, como "un término usado para describir operaciones a gran altitud donde una baja Velocidad Indicada (IAS) produce una alta Velocidad Verdadera (TAS) según lo indicado por el número Mach en ángulos de ataque (AOA) altos".

Esencialmente, el término "esquina del ataúd" identifica los límites superiores de la envolvente operativa de una aeronave cuando vuela a grandes altitudes (por encima de los 25,000 pies). Estos límites también se conocen como techo aerodinámico y es donde el "stall" (pérdida de sustentación) y el "overspeed" (exceso de velocidad) se encuentran.

Dado que este tipo particular de techo aerodinámico se encuentra a altitudes muy elevadas, lo experimentan los pilotos de aviones a reacción, en lugar de los pilotos de pequeñas aeronaves de aviación general.

¿Qué hace que la Esquina del Ataúd sea Peligrosa?

Es difícil mantener un vuelo estable, recto y nivelado en la esquina del ataúd porque los márgenes son muy pequeños. Una aeronave debe mantenerse dentro de un estrecho rango de velocidad y evitar superar las limitaciones, ya que volar demasiado rápido o demasiado lento hará que el avión alcance la velocidad de entrada en pérdida.

La única forma de volar en la esquina del ataúd (Q-Corner) es mantener una velocidad aerodinámica verdadera (TAS) constante dentro de los estrechos parámetros que se reducen aún más con la mayor altitud.

Aerodinámica en la Esquina del Ataúd

Las dos variables clave que configuran la aerodinámica de la esquina del ataúd son la velocidad aerodinámica verdadera (TAS) y la altitud. Estas variables se pueden representar en un gráfico donde el eje horizontal x es la velocidad aerodinámica verdadera (TAS) y el eje vertical y representa la altitud.

Recuerde que, si bien una aeronave entrará en pérdida a una velocidad indicada (IAS) constante, a medida que aumenta la altitud y disminuye la densidad del aire, la velocidad aerodinámica verdadera (TAS) aumentará y el avión tendrá una velocidad de entrada en pérdida aerodinámica verdadera (o velocidad de pérdida verdadera) más alta. La línea trazada de la Vs o velocidad de pérdida verdadera constituye el lado izquierdo de nuestro gráfico de la esquina del ataúd.

Velocidad Máxima de Operación Mach (MMO)

La velocidad del sonido varía con la temperatura y se vuelve más lenta a temperaturas más frías. Esto significa que altitudes más altas con temperaturas más frías se traducen en una velocidad del sonido o velocidad Mach más lenta. La línea trazada en el lado derecho del gráfico de la esquina del ataúd representa la velocidad máxima Mach a la que puede operar el avión.

Como muestra nuestro gráfico, el estrecho envolvente operativo de la esquina del ataúd existe en la cúspide de la pirámide graficada, limitada por un lado por el límite de pérdida y por el otro por el límite de Mach.

Evite Volar Demasiado Rápido o Demasiado Lento

A medida que la aeronave asciende hacia la Coffin Corner, el margen entre la velocidad de entrada en pérdida y la velocidad Mach crítica se reduce. Volando demasiado lento, un piloto se encontrará con una vibración a baja velocidad y alcanzará el límite de velocidad de entrada en pérdida. Volar demasiado rápido resultará en alcanzar el límite Mach y encontrar una vibración a alta velocidad, lo que nuevamente causa la separación del flujo de aire en las alas y termina en una entrada en pérdida.

Si bien la mayoría de los pilotos están familiarizados con la aerodinámica de una vibración a baja velocidad o entrada en pérdida, la vibración a alta velocidad y el límite Mach pueden ser menos familiares para algunos. Las aeronaves tienen una velocidad conocida como Número Crítico de Mach o M crit. A esta velocidad, el aire sobre al menos una parte del perfil aerodinámico (normalmente la parte superior de las alas) alcanza velocidades supersónicas.

Las ondas de choque generadas por las velocidades supersónicas crean separación del flujo de aire y arrastre. El centro de sustentación también se desplaza hacia atrás, haciendo que la nariz de la aeronave tienda a cabecear hacia abajo a medida que se acerca a M crit. La velocidad justo por debajo de esta es la Mmo o Velocidad Máxima de Operación Mach, y esa velocidad se encuentra justo dentro del lado derecho de nuestra pirámide de la esquina del ataúd.

Los aprendices visuales pueden beneficiarse del video sobre la esquina del ataúd de PilotEd que ayuda a explicar el concepto e ilustrar el problema de alcanzar la velocidad de entrada en pérdida de la aeronave en esta situación. Obtenga más información sobre la esquina del ataúd y otros fenómenos de vuelo a gran altitud en Fly the Wing.

Cómo Evitar la Esquina del Ataúd

Para las aerolíneas, los pilotos deben aprender dónde se cruzan los límites de la envolvente de vuelo y los estándares de certificación de la aeronave que volarán. Asegúrese de que la aeronave pueda maniobrar y operar a un mínimo de 0.3 gs en el techo más alto.

Armados con ese conocimiento, pueden evitar la temida esquina y mantenerse dentro de los márgenes de seguridad de la aeronave. Recuerde, tenga cuidado con la baja o alta velocidad al operar dentro de la Q-Corner.

Puede encontrar las limitaciones de la aeronave en su manual de vuelo. Asegúrese de trazar su altitud, velocidad aerodinámica y peso para determinar qué velocidad causará las advertencias de vibración.

Preguntas Frecuentes

¿Por qué se llama "Esquina del Ataúd"?

El nombre se refiere a la naturaleza peligrosa de esta región de la envolvente de vuelo. El margen de error es tan pequeño que un error podría llevar a una pérdida de control con consecuencias fatales, esencialmente "acorralando" al piloto.

¿Cómo se recupera de la Coffin Corner?

La solución principal es descender. Descender a una altitud menor aumenta la densidad del aire, lo que amplía el margen entre la velocidad de entrada en pérdida y la velocidad Mach crítica, dando al piloto más espacio para maniobrar.

¿Las aeronaves modernas tienen protecciones contra la Coffin Corner?

Sí, la mayoría de los jets modernos están equipados con sistemas de protección de la envolvente de vuelo que advierten a los pilotos o evitan automáticamente que la aeronave exceda los límites seguros de velocidad o ángulo de ataque.

¿Qué es "Mach Tuck"?

El Mach Tuck es un efecto aerodinámico en el que el centro de presión sobre el ala se desplaza hacia atrás a medida que la aeronave se acerca a la velocidad del sonido. Esto hace que la nariz de la aeronave se incline hacia abajo, lo que puede provocar un picado del que es difícil recuperarse sin reducir la velocidad.

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