Cómo los aviones de la IGM son esencialmente planeadores con motor, y la aerodinámica no estaba muy desarrollada, hay más variaciones en tipos de ala y aerodinámica que en la IIGM y en otras cosas. En la IIGM lo que cuenta es que el que tenga el motor más potente gana... y en la Primera las cosas son más complicadas, y la capacidad de giro es mucho más importante que según el moderno concepto de "energy fighting" o "boom and zoom"
Aquí expongo algunos conceptos que he ido pillando, ruego me corrijan si digo alguna burrada.
ALAS
Wing loading
Carga alar: Se divide el peso que debe levantar entre el área del ala
Kilos / metro cuadrado
Como dijo RAM en el hilo sobre FW190D vs YAK
Pero en general, podemos decir que una elevada carga alar es mala porque el avión tiene que volar más rápido para generar suficiente sustentación.El caso es que al contrario de lo que se cree, la carga alar ,por si misma, dice poco ,muy poco, de un avion. No sirve ni para saber como gira ni para saber como trepa. La carga alar es tan solo uno de los parametros más que influyen en el Liftloading, y el Liftloading es una indicacion mas o menos clara de como va a girar un avion.
Simplificando mucho: carga alar elevada = velocidad de pérdida (stall) más elevada, lo que limita los giros a baja velocidad.
De otros hilos que he leído en este foro hay gente que dice que una elevada carga alar es buena porque permite picar mejor y más rápido.
En mi humilde opinión:
Peso = malo dpp: , el peso no es una característica deseable a menos que tengas potencia de sobra. Como los aviones de la IGM tenían muy poca potencia, y por ahorrar peso no tenían ni frenos, todo debate sobre los aviones de la Gran Guerra debe tener en cuenta que el peso es anatema.
Precisando, lo importante es la relación potencia-peso, por usar un término más fácil de comprender que la power-loading.
A mejor potencia-peso, mayor velocidad, aceleración, y quizás trepada... pero esto hay que cojerlo con pinzas, porque en la IGM la trepada va a depender de muchos más factores que la potencia motor.
Y sobre que mayor carga alar = pica mejor, que he leído en numerosas discusiones, humildemente creo que no es del todo correcto. En física teórica, la aceleración de la gravedad es la misma para todos. En aerodinámica, la otra respuesta simplista es que pica mejor el de menor resistencia.
Ni uno ni otro, la respuesta es que el aire es un fluido, y para abrirse paso a través de este, lo que importa es que el areoplano sea denso. Una carga alar elevada puede ser indicador de mayor densidad pero no siempre.
Esto de la densidad es por lo que muchas veces un biplaza podía escapar en picado prolongado de un caza más ligero y aerodinámico. En la IIGM he leído de Junkers que escapaban de Spitfire en picados
Lift Loading:
Sustentación?
La sustentación depende de la superficie alar (cuanto más grande o más alas mejor), y de la forma del perfil del ala, la curvatura (camber) aumenta la sustentación. Al menos es lo que se creía en la época y las alas tienen bastante camber.
Aspect ratio: el aspecto es la relación de dividir la envergadura (span) por la anchura del ala (cuerda). Curiosamente las alas estrechas y alargadas como un rectángulo, aunque con menos superficie que un ala más "cuadrada" son más eficaces en proporcionar sustentación, por jemplo, las de un planeador. El problema de hacer un ala estrecha y alargada son las limitaciones estructurales de construir un larguero o viga (spar) que sea resistente a la flexión., sobre todo si construyes con madera, y el aeroplano tiene que resistir las violentas maniobras del combate. ¡Por eso no se ven cazas como planeadores!
El beneficio de un ala de alto aspecto es que se puede conseguir una sustentación equivalente con un ala más pequeña, lo que ahorra peso, lo que a su vez puede redundar en una menor carga alar y por ende en un radio de giro menor (simplificando mucho). A su vez menor peso, mejor relación potencia /peso, y menor superficie, menor fricción, por lo que la suma de ambos factores debería dar mayor velocidad.
Un ejemplo de estas alas estrechas son las inferiores de los sesquiplanos Nieuport, copiadas por los alemanes en el Albatros.
Otra consideración sobre perfiles alares. Unos, como el SPAD, experimentaron con alas muy finas que daban poca sustentación, pero al disminuir la resistencia al avance, aumentaban la velocidad.
Al final de la Guerra Junkers desarrolló el ala gruesa, copiada por Fokker en su DVII, ésta ofrece más resistencia al avance, pero retrasa la entrada en pérdida por lo que el aeroplano que la tiene puede adoptar ángulos de ataque más elevados ... del Fokker DVII se decía que se podía quedar "colgado de la hélice" y cerrar más el ángulo de giro. No sé si es más eficiente en sustentación también.
El resultado es que el DVII era más maniobrero en un combate de giros que sus contrapartidas aliadas, pero también da la paradoja, que equipados con el mismo motor Mercedes de 160 HP, el Pfalz DXII , con todo su lío de montantes y alambres(ala copiada del SPAD) creando resistencia, fuese a pesar de todo más rápìdo que el limpio DVII sin alambres tensores y menos montantes, la razón es la diferencia de alas, finas en el DXII, gruesas en el DVII.
Además, para complicar aún más las cosas, los aviones de la IGM son en su mayoría biplanos para tener mayor superficie alar, y mayor sustentación. Lo malo de poner un ala encima de otra es que se produce un fenómeno llamado interferencia en la que el ala de arriba le quita sustentación a la de abajo, por lo que el rendimiento no es óptimo. Hubo algún avión que resultó un fracaso, como el Roland DII, porque al poner las alas muy juntas, la sustentación era mediocre y todas las prestaciones se resentían.
Por contra, cuanto más separes las alas, más largos tendrán que ser los montantes interplanares y los alambres tensores, más peso, más resistencia, y si encima tienen que ir en diagonal porque quieres decalaje (stagger) o escalonamiento, es decir, un ala más avanzada (la superior en el 90% de los casos) pues más tienes que alargar los montantes.
Creo que el escalonamiento se hace para tener mejor visibilidad, disminuir la interferencia entre planos (no estoy seguro) o mejorar la trepada.
Ya veis que el diseño en aquellos tiempos estaba plagado de círculos viciosos.
Bueno, ahora me gustaría saber ¿qué demonios es la
span loading?
Se calcula dividiendo el peso entre la envergadura. Nunca había oído antes esto, y creo que es un parámetro para medir cuanto peso tienen las alas alejado del eje longitudinal de giro del avión.
Creo que esto es importante para el alabeo. Un bombardero cuatrimotor, por ejemplo, tiene mucho peso en las alas por el combustible y los motores, por lo que será lento en el alabeo porque tiene que vencer mucho momento de inercio.
Por contra, un caza con alas cortas (FW 190) o mucho peso en el fuselaje (Thunderbolt) serán rápidos en el alabeo.
Aplicado esto a los aviones de la IGM, atendiendo exclusivamente al momento de inercia de rotación de una barra en torno a un eje, un Nieuport o Albatros, con un sólo larguero y un montante en V deberían alabear mejor que un SPAD con esas dos alas de igual envergadura y cuerda y tanto montante...
Pero por contra, parece ser que las masas no son muy relevantes en un aeroplanos de madera y tela debido a su construcción ligera, y que lo que realmente hace que un aeroplano alabee son los alerones.
Tengo entendido que un alerón funciona exponiendo su superficie contra la corriente de aire, lo que hace que el viento ejerza una presión contra esa superficie, por lo que el efecto sería máximo si el alerón estuviese perpendicular al ala.
Si observo un alerón de un avión moderno, la superficie de control es pequeña.. van tan rápidos que la fuerza del viento es muy grande y sólo hace falta una superficie pequeña para conseguir el efecto deseado.
Pero observando que los aeroplanos primitivos, como el Fokker monoplano, no tenían ni alerones y funcionaban por alambres que retorcían el ala, como un pájaro, y que al volar en una Cessna a velocidades similares a las de entonces los alerones apenas se desplazan, parece que la respuesta es más compleja y que el alabeo se produce por la variación del vector de sustentación del ala debido al cambio de geometría del ala por el desplazamiento del alerón, y no tanto a la fuerza bruta de la presión del aire. ¿Podría alguno de ustedes explicarme este punto?
Por otra parte, parece que los diseñadores de entonces ponían los alerones en las puntas de las alas para aprovechar el efecto palanca al máximo. Incluso hay algún proyecto con puntas de alas pivotantes (!)
Y para aumentar el alabeo, ponían otro par de alerones en el ala inferior, caso del Sopwith Camel. O hacían alerones muy grandes y que se extendían más allá del ala (overhung) p.ej, el DVII
De todas formas, parece que la principal aplicación del concepto de alto aspecto (alas estrechas y alargadas) es en la efectividad de los alerones. Es por eso por lo que los alerones del Fokker DrI , a pesar de ser sólo dos, son más eficientes que los del Sopwith Triplano, que tiene seis!!