Carga y centrado del avión capítulo 2

Efecto del peso en el rendimiento de vuelo
La performance en despegue/ascenso y el aterrizaje de una aeronave se determinan sobre la base de sus pesos máximos admisibles de despegue y aterrizaje. Un alto peso bruto resulta en una carrera de despegue más larga y ascenso suave, y una velocidad de aterrizaje mayor y carrera de aterrizaje más larga. Incluso una mínima sobrecarga puede hacer imposible a la aeronave pasar un obstáculo que normalmente no sería un problema durante el despegue en condiciones más favorables.
Los efectos perjudiciales de la sobrecarga en el rendimiento no se limitan a los riesgos inmediatos relacionados con despegues y aterrizajes. La sobrecarga tiene un efecto negativo en los ascensos y el rendimiento de crucero que lleva a un calentamiento excesivo durante el ascenso, aumenta el desgaste en las piezas del motor, mayor consumo de combustible, menor velocidad de crucero, y reducción del alcance.

Los fabricantes de aviones modernos proporcionan los datos de peso y balance con cada aeronave producida.

Generalmente, esta información se puede encontrar en el manual de vuelo aprobado y ahora se proporcionan gráficos fáciles de leer para determinar datos de peso y balance. Un mayor rendimiento y capacidad de carga de estos aviones requieren un estricto cumplimiento de las limitaciones operativas prescriptas por el fabricante.

Las desviaciones de las recomendaciones pueden provocar daños estructurales o un fallo completo de la estructura de la aeronave. Incluso si un avión está cargado dentro de los límites de peso máximo, es imperativo que la distribución del peso esté dentro de los límites de la ubicación del CG.

A continuación se exponen algunas de las razones por las cuales las condiciones de peso y balance son importantes para la seguridad de vuelo de un avión.

En algunos aviones, no es posible llenar todos los asientos, compartimientos de equipaje, y tanques de combustible, y aún permanecer dentro de los límites de peso y balance aprobado. Por ejemplo, en varios aviones populares de cuatro plazas, los tanques de combustible no se pueden llenar completos cuando se llevan cuatro ocupantes y su equipaje. En ciertos aviones de dos plazas, no se puede llevar equipaje en el compartimiento trasero cuando se practica tirabuzón. Es importante para el piloto ser consciente de las limitaciones de peso y balance de la aeronave y las razones de estas limitaciones.

Efecto del peso sobre la estructura de las aeronaves
El efecto de peso adicional en la estructura del ala de un avión no es evidente. Requisitos de aeronavegabilidad establecen que la estructura de un avión certificado en categoría normal (en la que la acrobacia está prohibida) debe ser lo suficientemente fuerte como para resistir un
factor de carga de 3,8 G para absorber las cargas dinámicas provocadas por las maniobras y las ráfagas.

Esto significa que la estructura principal de la aeronave puede soportar una carga de 3,8 veces el peso bruto aprobado de la aeronave sin que se produzcan fallas estructurales. Si esto es aceptado como indicativo de los factores de carga que se pueden imponer durante las
operaciones a que se destine la aeronave, una sobrecarga de 100 kilogramos impone una sobrecarga estructural potencial de 380 kilos. La misma consideración es aún más impresionante en el caso de aeronaves de categoría acrobática o utilitaria, que tienen requerimientos de factores de carga de 6,0 y 4,4 respectivamente.

Las fallas estructurales que se derivan de la sobrecarga pueden ser dramáticas y catastróficas, pero es más frecuente que afecten a los componentes estructurales de forma progresiva de manera que es difícil de detectar y costoso de reparar. La sobrecarga habitual tiende a causar estrés y daño acumulado que pueden no ser detectados durante las inspecciones prevuelo y resultar en una falla estructural después, durante las operaciones completamente normales. El estrés adicional por sobrecarga localizado en partes estructurales se cree que acelera la aparición de fallas por fatiga metálica.

El conocimiento de los factores de carga impuestos por las maniobras de vuelo y las ráfagas hace hincapié en las consecuencias de un incremento en el peso bruto de un avión. La estructura de un avión a punto de someterse a un factor de carga de 3 Gs, como en la recuperación de un picado, debe estar preparado para soportar una carga adicional de 300 kilogramos por cada aumento de 100 kilos de peso. Cabe señalar que esto sería impuesto por la adición de alrededor de 70
litros de combustible que no sean necesarios en un avión particular. Las aeronaves civiles certificadas han sido analizadas estructuralmente y probadas en vuelo con el peso bruto máximo autorizado y dentro de las velocidades publicadas para el tipo de vuelo a realizar.

Los vuelos con pesos por encima de esta cantidad son posibles y, a menudo se encuentran dentro de las capacidades de rendimiento de un avión. Este hecho no debe inducir a error al piloto, ya que el piloto podría no darse cuenta que las cargas para las que la aeronave no fue diseñada están siendo impuestas a parte o la totalidad de la estructura.

Al cargar un avión con pasajeros o carga, la estructura debe ser considerada. Los asientos, compartimientos de equipaje, y pisos de la cabina están diseñados para una determinada carga o concentración de carga y nada más. Por ejemplo, un compartimento de equipaje de un avión liviano puede estar señalizado para 10 kilos debido a la poca dureza de su estructura de apoyo a pesar de que el avión puede no estar sobrecargado o fuera de los límites del CG con más peso en ese lugar.

Para saber más:

Carga y centrado del avión capítulo 1

Carga y centrado del avión capítulo 3

Bibliografía.

U.S. Department of Transportation

Federal Aviation Administration