Despegue para niños

En aeronáutica, el despegue es una parte muy importante de un vuelo, que ocurre después de que el avión se mueve por la pista (a esto se le llama rodaje). Para despegar, el avión acelera sobre una pista en un aeropuerto o en una superficie grande de agua. Al moverse rápido, el aire fluye sobre las alas, creando una fuerza llamada sustentación que levanta el avión del suelo.

¿Cómo se logra que un avión despegue?

Para que un avión pueda despegar, se deben considerar tres aspectos principales: lo que sucede en tierra, lo que hace el propio avión y las condiciones del aire.

Preparación en tierra para el despegue

Primero, el avión debe moverse por las calles de rodaje hasta la pista. Esto se hace con la autorización y guía de los controladores de tráfico aéreo (ATC). Una vez en la pista, se pide permiso para despegar.

El avión en acción: la carrera de despegue

Cuando se da la señal, el piloto suelta los frenos y el avión empieza a acelerar con toda la potencia de sus motores. Es muy importante mantener el avión centrado en la pista. Durante esta carrera, el avión debe alcanzar una velocidad específica para que las alas generen suficiente sustentación.

El aire y la sustentación

A medida que el avión gana velocidad, el flujo de aire sobre las alas, el fuselaje y otras partes del avión crea la fuerza de sustentación. Esta fuerza es la que permite que el avión se eleve del suelo. Es crucial que las condiciones del tiempo sean adecuadas para un despegue seguro.

Finalmente, los pilotos mantienen la máxima potencia en los motores, ajustan los elevadores (que son partes de la cola) y los flaps (partes de las alas). Esto hace que la parte delantera del avión se levante. Una vez que las ruedas se separan del suelo, el avión comienza su vuelo. El despegue se considera completo cuando los trenes de aterrizaje (las ruedas) se guardan dentro del avión.

La ciencia detrás del despegue: la sustentación

El despegue se basa en una ley de la física descubierta por Daniel Bernoulli. Esta ley explica cómo se genera la fuerza de sustentación (L). La fórmula es:

Error al representar (Falta el ejecutable <code>texvc</code>. Véase math/README para configurarlo.): L = \left( \frac{ 1 }{ 2 } \rho \right) C_{L} S V^{2}

En esta fórmula, L es la fuerza de sustentación. Depende de la densidad del aire (ρ), de una característica del ala (C_L), de la superficie del ala (S) y de la velocidad del avión (V) al cuadrado.

Para entender la distancia y el tiempo que necesita un avión para despegar, los expertos simplifican el proceso en tres fases: el rodaje en el suelo, una transición curva y el ascenso final.

Diagrama que muestra las velocidades clave de un avión durante el despegue.

Rodaje en el suelo: la primera aceleración

En esta fase, el avión acelera con todas sus ruedas apoyadas en la pista. Luego, levanta la parte delantera (la "nariz") para prepararse para despegar. Mientras el avión se mueve por el suelo, hay una fuerza de rozamiento entre las ruedas y la pista. Esta fuerza varía según el tipo de superficie (hormigón, césped, etc.) y si está seca, mojada o helada.

Durante el rodaje, el tren de aterrizaje está extendido y los flaps están ajustados para ayudar a generar sustentación. En este momento, el coeficiente de sustentación es aproximadamente 0.1.

Fuerzas que actúan sobre un avión durante el rodaje en el suelo.

Transición curvilínea: el inicio del ascenso

Después del rodaje, el avión sigue una trayectoria curva mientras empieza a subir. Se asume que la velocidad se mantiene constante en este tramo. Con esto, se puede calcular la distancia, la altura y el tiempo que dura esta fase.

Subida rectilínea: el ascenso final

Una vez terminada la transición, el avión entra en una trayectoria recta de ascenso. En esta fase, el avión busca alcanzar la altitud necesaria para su vuelo de crucero. La altitud cambia desde la de transición hasta una altura estándar de 35 pies para aviones comerciales.

Distancia y tiempo total de despegue

La distancia total que necesita un avión para despegar se calcula sumando las distancias de las tres fases: rodaje, transición y subida. Lo mismo se hace para calcular el tiempo total. Este método es una forma simplificada, pero muy útil para entender el proceso.

La pista de Matekane, un ejemplo de aeropuerto donde solo pueden operar aviones con una distancia de despegue menor a 500 metros debido a su altitud.

¿Por qué es importante la distancia de despegue?

Calcular la distancia de despegue es fundamental para el diseño y la operación de un avión. Un avión que necesita una pista muy larga para despegar tendrá menos opciones de aeropuertos donde pueda operar. La distancia de despegue siempre es mayor que la de aterrizaje. Esto se debe a que el rozamiento ayuda a frenar el avión al aterrizar, pero en el despegue hay que vencer esa fuerza.

Además, la altitud del aeropuerto es muy importante. A mayor altitud, el aire es menos denso, lo que hace que los motores sean menos eficientes que a nivel del mar. En aviones militares, es crucial que la distancia de despegue sea lo más corta posible para poder operar en diferentes misiones. Si un avión no cumple con los requisitos de distancia de despegue, a veces es necesario revisar su diseño.

El punto de no retorno

El "punto de no retorno" es un concepto importante en el despegue que también se usa en otros contextos. Mientras el avión acelera por la pista, los pilotos revisan que todo funcione bien (motores, ruedas, etc.). Si algo importante no responde correctamente al principio, los pilotos deben detener el despegue y frenar el avión.

Sin embargo, esto solo es posible hasta un punto específico en la pista, llamado el "punto de no retorno". Más allá de este punto, ya no hay suficiente pista para frenar de forma segura, por lo que el avión debe continuar con el despegue, incluso si hay algún problema menor.

Este concepto también se aplica en la aviación para el vuelo en sí: es el punto en el que un avión ya no tiene suficiente combustible para regresar a su punto de partida y debe continuar hacia otro destino.

El concepto de "punto de no retorno", que nació en la aviación, se ha extendido a otras áreas para describir un momento en el que una situación se vuelve irreversible y no hay vuelta atrás.

Véase también

En inglés: Takeoff Facts for Kids

• aterrizaje
• fases del vuelo
• peso máximo al despegue