Imitando el planeo de las aves
Por el corresponsal de “¡Despertad!” en el Japón
“Quiero volar cual pájaro, flotar en el cielo azul, tocar las nubes blancas.” ¿Es ésta la fantasía remota del pasado lejano? Tal vez. Los sueños del hombre de ser llevado por el aire se remontan hasta el antiguo mito griego acerca del inventor Dédalo. Labró alas y plumas de cera, por medio de las cuales él y su hijo Ícaro volaron como las aves. Pero, el Sol derritió las alas e Ícaro cayó y murió.
Sin embargo, en 1680 se reconoció que el vuelo de esta clase era imposible. Los cálculos del matemático italiano Giovanni A. Borelli mostraron que, si para volar el hombre dependía de la fuerza de sus brazos imitando a las aves, nunca levantaría vuelo.
No fue hasta 1783 que dos franceses volaron sobre París en un globo de lino. Años más tarde, los experimentos con cometas y planeadores condujeron a las maravillas del vuelo motorizado.
Hoy día son corrientes los aviones de reacción que transportan casi 500 pasajeros o 90 toneladas de carga y viajan a velocidades de 966 kilómetros por hora. Se han fijado marcas que han pasado de 3.200 kilómetros por hora, y se han hecho vuelos sin escala de más de 16.000 kilómetros. Aunque muchos admiran estos adelantos de la aviación, otros hallan contentamiento y mucho goce en el vuelo silencioso a altitudes bajas (de 600 a 900 metros) y a poca velocidad. Este es el mundo de los planeadores.
Uso de los planeadores
Los planeadores se usaron por primera vez en experimentos de vuelo y desde entonces se han utilizado para entrenamiento, transporte, combate, investigación y deporte. El planear por deporte es muy popular en los Estados Unidos, Alemania y Australia, donde se han fijado marcas de planeadores. Por ejemplo, la marca de altitud mundial de 14.102 metros fue establecida en 1961 en los Estados Unidos; la más larga distancia en línea recta sin parada de 1.460,8 kilómetros se obtuvo en Alemania; y la velocidad más rápida, 140,7 kilómetros por hora, sobre una trayectoria triangular de 500 kilómetros se alcanzó en Australia.
En el Japón hay casi 3.000 entusiastas de planeo, la mitad de los cuales son estudiantes. Según el informe de un periódico allá en 1975, dos pilotos experimentados estaban entrenándose para lanzar un tipo adelantado de planeador desde la cima de 3.776 metros del monte Fusi con el fin de hacer un vuelo transpacífico. Algunos creen que, si se carga el oxígeno y el alimento necesarios y se puede obtener la altura adecuada, en teoría se puede cruzar en vuelo el océano Pacífico. Sin embargo, se han abandonado los planes para tal vuelo. Pero, continúan los vuelos de entrenamiento y placer en el aeropuerto de planeadores en Kambara, un pequeño pueblo pesquero anidado entre las montañas y el mar cerca de la base del monte Fusi. ¿Le gustaría visitar este aeropuerto de planeadores y averiguar precisamente cómo es que estos aviones sin motor continúan suministrándole al hombre su mayor aproximación al vuelo de las aves?
Visita al aeropuerto de planeadores
Al echarle nuestra primera ojeada al hangar, vemos dos aeroplanos de un solo motor que se usan para remolcar los planeadores hasta que éstos emprenden el vuelo, y dos planeadores de motor... cada uno con un motor de 25 caballos de fuerza que puede apagarse una vez que el avión está en vuelo. ¿Dónde están los otros planeadores? Estiramos el cuello a medida que las puertas del segundo piso se abren y los vemos alineados en el interior. Puesto que solo pesan de 250 a 350 kilos cada uno, se les puede alzar por medio de poleas accionadas por fuerza motriz y bajarlos hasta el piso. Se les impulsa hasta la pista de despegue a mano. Para el individuo que está acostumbrado al ruido y bullicio del aeropuerto de una urbe moderna, este aeropuerto quizás no sea muy impresionante. La estrecha pista está cubierta de grava y la torre de radio está montada sobre el techo de una camioneta que se guía hasta la zona de la pista. Pero la excitación del vuelo es igual, o mayor, pues las emociones de planear se disfrutan en silencio.
Al mirar a nuestro alrededor notamos planeadores de varias formas. Algunos parecen muy voluminosos, mientras que otros son aerodinámicos. ¿A qué se deben las diferencias? Principalmente los planeadores son precisamente eso... planeadores. Tienen alas con superficies más grandes, pero su diseño y peso solo les permiten planear de vuelta a tierra una vez que se les suelta del avión remolcador. Sin embargo, los aviones veleros, debido a su diseño aerodinámico, pueden ganar altura, utilizando los vientos ascendentes que soplan contra las laderas de la montaña, así como las columnas de aire caliente ascendentes llamadas “corrientes térmicas.” Este tipo de planeador es el que puede viajar grandes distancias y permanecer en el aire durante horas.
¿Precisamente a qué se debe que estos pájaros hechos por el hombre floten en el cielo? Un entendimiento básico de los principios del vuelo nos ayudará a comprenderlo.
Principios del vuelo que afectan a los planeadores
Cuatro fuerzas actúan sobre un aeroplano en vuelo: (1) la gravedad (la fuerza natural que actúa sobre su peso atrayéndolo hacia la tierra), (2) la fuerza ascencional (opuesta a la gravedad y producida por el diseño de las alas o por las corrientes ascendentes de aire), (3) la resistencia al avance (resistencia que el aire le opone al avance), (4) el empuje o fuerza propulsora (fuerza hacia adelante que vence la resistencia al avance e impulsa el avión hacia adelante). A fin de hacer que el planeador levante vuelo, se provee el empuje, ya sea remolcándolo con un automóvil o con un aeroplano o tirando de él con un montacargas y un cable montados en el otro extremo de la pista de despegue. Una vez que se separa de esta fuente de poder, la fuerza ascencional y el diseño aerodinámico del planeador neutralizan la gravedad y la resistencia al avance, y mantienen al planeador en el aire. La fuerza ascencional se provee por medio de (1) el diseño curvo de las alas y (2) las corrientes ascendentes de aire.
Por medio de estudiar la forma de las alas de las aves el hombre llegó a reconocer que una curvatura proveería fuerza ascencional. ¿Precisamente qué está envuelto en el diseño del ala? La superficie inferior del ala es plana y la superficie superior tiene una curvatura que disminuye gradualmente hacia la parte posterior o borde de salida del ala. Cuando el planeador está inmóvil, la presión de aire en la parte superior y la parte inferior del ala es igual. Pero cuando se mueve hacia adelante, solo la presión de aire en la parte interior del ala permanece igual. El aire que viaja sobre la comba de la superficie superior tiene que viajar una distancia mayor en el mismo tiempo en que el aire pasa por la parte inferior del ala. Por lo tanto, el aire que pasa sobre el ala se mueve más rápidamente y queda enrarecido, lo cual hace que la presión baje. Puesto que el aire de alta presión trata de llenar el vacío de la zona de baja presión, el aire debajo del ala trata de pasar a la fuerza a la zona de baja presión sobre el ala. Pero el ala se le interpone y el resultado es una fuerza ascencional aplicada a la superficie inferior del ala.
En segundo lugar, hay columnas naturales de aire sobre las cuales el planeador puede dejarse llevar. Si el planeador es ligero y está bien diseñado, no precisa mucha corriente ascendente para mantenerse a flote. El viento que las colinas o montañas desvían hacia arriba puede proporcionar una fuerza ascencional, tal como lo pueden las ondas de aire que rebotan de las laderas de las altas montañas. Si el aire frío y pesado se mueve hacia una zona de aire más caliente, el aire más caliente es empujado hacia arriba y es posible usar estas “líneas de deslizamiento” como fuerza ascencional. Además, ciertas superficies de terreno, como los campos arados o el asfalto y concreto de las ciudades, absorben calor del sol, lo cual hace que el aire caliente se eleve. Los pilotos planeadores buscan las aves planeadoras o los cúmulos de nubes, pues éstos a menudo indican la presencia de “corrientes térmicas.” Por medio de volar en círculos en la corriente térmica, el planeador gana altura, y entonces se dirige en otra dirección, buscando otra corriente ascendente.
Piloteando el planeador
¿Pero qué le suministra al planeador su maniobrabilidad? ¿Cómo controla el piloto su planeador? El planeador tiene tres movimientos fundamentales: (1) movimiento en el eje longitudinal que se extiende desde la nariz hasta la cola, (2) movimiento en el eje vertical que pasa a través del centro del fuselaje, y (3) movimiento en el eje lateral que se extiende del extremo de un ala hasta el extremo de la otra. El movimiento en el eje longitudinal es controlado por los alerones, que son piezas movibles en el borde de salida de las alas. A fin de inclinarse a la izquierda, se eleva el alerón de la izquierda y se baja el alerón de la derecha. El inclinarse hacia la derecha requiere precisamente lo opuesto. El movimiento sobre el eje vertical, o el movimiento hacia la izquierda y la derecha, se controla por medio del timón, el borde de salida del montaje vertical de la cola. El movimiento en el eje lateral se controla por medio del movimiento vertical del “timón de profundidad” del borde de salida de la pieza horizontal del montaje de la cola.
Esto quizás suene complicado, pero una mirada a la cabina del planeador nos muestra que la operación es relativamente sencilla. La palanca de mando con base en el piso controla los movimientos en los ejes laterales y longitudinales. Empújela hacia adelante y la nariz se inclina hacia abajo. Empújela hacia atrás y el avión comienza a ascender. Muévala a la izquierda y el ala izquierda se inclina para comenzar un movimiento sobre su eje lateral hacia la izquierda. El moverla a la derecha hace que los alerones se muevan en la dirección opuesta, y el avión comienza a inclinarse hacia la derecha. Los movimientos de izquierda y derecha del timón se controlan por medio de los dos pedales. Pise el de la izquierda y el planeador se mueve hacia la izquierda; pise el de la derecha y el planeador se mueve hacia la derecha. Un viraje hacia la izquierda o la derecha, o una inclinación lateral, se logra combinando un movimiento en el eje longitudinal con un movimiento del timón en la dirección deseada.
Además, en la cabina vemos un botón para desenganchar la cuerda de remolque y una palanca para controlar las aletas llamadas flaps y los frenos aerodinámicos. Las aletas son la parte del borde de salida del ala que está más cerca del fuselaje y se extienden hacia abajo principalmente para reducir la velocidad al aterrizar. Los frenos aerodinámicos sirven esa misma función, pero se elevan desde el centro de la parte superior de las alas. Hay relativamente pocos instrumentos... un indicador de la velocidad del aire, un altímetro, un compás, y un “variómetro” (artefacto que muestra la velocidad a la cual el planeador está elevándose o descendiendo). La mayoría de los planeadores están equipados con un radio pequeño.
¿Cuán seguro es el planear?
Durante los últimos años ha aumentado el entusiasmo por planear, especialmente por el uso de las relativamente baratas “alas de planeo” parecidas a cometas, que algunos llaman “paracaídas.” Algunos de los pilotos de planeadores o aviones veleros con los cuales hablamos distinguían rápidamente entre los aviones veleros y las “alas de planeo.” Un piloto, con más de 30 años de experiencia, hizo notar que él no podría recomendar las “alas de planeo” debido al peligro envuelto. Explicó que debido a que estas “alas” en forma de cometa carecen de estabilidad y son controladas por el movimiento del cuerpo del operador, es difícil recobrar el control una vez que éste se pierde. Sin duda esto contribuye al número de víctimas de caídas de estas “alas de planeo.”
¿Qué hay de los aviones veleros? ¿Cuán seguros son? El diseño y la controlabilidad contribuyen a la seguridad de los aviones veleros. Se nos dijo, en un curso gratuito de un día sobre planeadores patrocinado por la Asociación Aeronáutica de la Prefectura de Shizuoka (Japón), que si uno pierde control del planeador, probablemente lo mejor que se puede hacer es soltar la palanca de mando y el avión debería corregirse a sí mismo, pues está diseñado de ese modo. Además, el presidente de la asociación mencionó que él se siente más seguro en un planeador que en su automóvil rumbo al aeropuerto de planeadores. Algunos consideran que los planeadores son más seguros que los aviones debido a que no dependen de un motor, el cual puede fallar. Por supuesto, si un piloto de planeador se aleja demasiado de la base y se queda sin corrientes ascendentes, tendrá que buscar una zona llana y abierta en la cual aterrizar. Un principio práctico general es que si el planeador está en un radio de 30 grados del aeropuerto de planeadores es posible regresar a casa. Esto se debe a que la proporción de planeo, o proporción entre lo que avanza un avión a medida que desciende, es relativamente alta. En el caso de muchos planeadores, por cada metro de descenso, avanzan 30 metros. Algunos aviones veleros tienen una proporción de planeo de más de 1 a 50, mientras que los aeroplanos pueden tener una proporción de planeo de solo 1 a 10.
Los pilotos de planeadores reciben entrenamiento y tienen que obtener una licencia antes de poder volar solos. Esto toma más de 50 horas de tiempo de vuelo. Además, el buen juicio contribuye a la seguridad del planeo. Cuando visitamos el aeropuerto de planeadores, un tifón se estaba acercando, y cuando el viento comenzó a soplar notablemente, se detuvieron los vuelos por el resto de ese día. Por supuesto, aunque el planear es relativamente seguro, hay ciertos riesgos envueltos, como en cualquier otro vuelo. Siempre hay la posibilidad de defectos de estructura, error humano o el suceso imprevisto.
Ha sido deleitable observar estos “pájaros” de fibras de vidrio y metal a medida que echan sus sombras sobre el terreno. Además, es interesante ver cómo, después de 70 años de progreso en la aviación, el hombre todavía halla placer en los principios más sencillos del vuelo sin motor.
Además, hemos aprendido humildad a medida que hemos visto cómo el hombre puede aprender de las aves. El diseño mismo de las alas del avión velero no es nada más que una copia de esas aves planeadoras. Al mirar el cielo y ver un avión velero compartiendo las mismas corrientes térmicas con cinco buitres, nos parece que sin duda todavía hay mucho que aprender al imitar el planeo de las aves.
[Ilustración de la página 19]
(Para ver el texto en su formato original, consulte la publicación)
MOVIMIENTOS BÁSICOS
(1) Controlado por los alerones
(2) Controlado por el timón de dirección
(3) Controlado por los timones de profundidad
Timón de dirección
Aleta (flap)
Timón de profundidad
Freno aerodinámico
Alerón
CABINA
Instrumentos