Efecto de Suelo

Extracto del FAA-H-8083-25A Pilot’s Handbook

Cuando un avión acaba de abandonar la tierra o el agua, en comparación con el estado de vuelo nivelado a una cierta altitud, puede obtener suficiente sustentación utilizando una velocidad ligeramente más lenta. Este fenómeno se denomina Efecto de Suelo.

Cuando el avión vuela a una altura de unos pocos pies del suelo, el flujo de aire en dirección vertical cerca de las alas se ve restringido por el terreno. Como consecuencia, cambian los patrones de flujo de aire en los tres ejes del avión, lo que provoca variaciones en el flujo de ascenso (upwash), el flujo descendente (downwash) y los vórtices de punta de ala. La obstrucción y alteración de los patrones de flujo de aire por parte de la superficie terrestre es lo que causa el efecto de suelo.

Al aproximarse el avión al suelo, cambian las características aerodinámicas del ala. Cuando el coeficiente de sustentación permanece constante, tanto el flujo de ascenso como el flujo descendente y los vórtices de punta de alma se debilitan.

Sabemos que el principio de sustentación de un avión se debe principalmente a la diferencia de presión entre la parte superior e inferior del ala, y que el ala genera una masa de aire descendente continua que soporta el fuselaje. Sin embargo, cuanto más fuerte es el flujo descendente, más difícil le resulta al alas empujar el aire hacia abajo. En las condiciones de alto ángulo de ataque durante el despegue y el aterrizaje, la resistencia inducida es mayor y la velocidad de vuelo es más lenta. En vuelo a baja velocidad, la resistencia inducida se convierte en un factor importante que afecta las características de rendimiento (aunque la resistencia parásita permanece básicamente invariable).

Debido a la acción del efecto de suelo, los vórtices de punta de ala se debilitan. Esto altera la distribución de sustentación a lo largo de la envergadura, lo que resulta en una reducción tanto del ángulo de ataque inducido como de la resistencia inducida. Como se mencionó anteriormente, dado que la resistencia inducida es un factor decisivo a baja velocidad y alto ángulo de ataque (es decir, durante el despegue y el aterrizaje), su reducción conlleva lo siguiente:

• El ala puede obtener suficiente sustentación con un ángulo de ataque menor.
• Si el ángulo de ataque se mantiene constante, el coeficiente de sustentación del avión aumenta.

Es evidente que, en este punto, la potencia también debe reducirse en consecuencia; de lo contrario, la altitud aumentará.

Además, hay un punto importante a considerar: debido a los cambios en el flujo de ascenso, flujo descendente y vórtices de punta de ala, también se produce un impacto en los instrumentos de velocidad (cambio en el error de posición del sistema de velocidad del aire). El efecto de suelo hace que los datos de la fuente de presión estática sean mayores, lo que resulta en que las lecturas del Indicador de velocidad del aire y del Altímetro sean inferiores a los valores reales. Por lo tanto, el piloto notará que la velocidad indicada durante el despegue, justo al dejar el suelo, a menudo es menor que la velocidad normalmente requerida.

El ala solo produce un efecto de suelo significativo cuando está bastante cerca del suelo.

• Cuando la altura del ala es igual a la envergadura, la resistencia inducida solo se reduce en un 1,4%.
• Cuando la altura del ala es 1/4 de la envergadura, la resistencia inducida se reduce en un 23,5%.
• Cuando la altura del ala es 1/10 de la envergadura, la resistencia inducida se reduce en un 47,6%.

Por lo tanto, solo se percibe la influencia del efecto de suelo justo cuando el avión deja el suelo y antes de tocar tierra. La envergadura del Cessna 172N es de 36 pies, unos 11 metros. Según los datos anteriores, solo se puede sentir el efecto de suelo cuando la altitud desciende a menos de 2-3 metros.

Después del despegue, al abandonar el avión el efecto de suelo, se deben prestar atención a los siguientes puntos:

1. Para mantener la misma sustentación, se requiere aumentar el ángulo de ataque.
2. El aumento de la resistencia inducida y el consiguiente aumento necesario de potencia.
3. La reducción de la estabilidad y el momentáneo cabeceo hacia arriba del morro.
4. El aumento de la velocidad indicada debido a la disminución de la presión estática.

Por ejemplo, si el piloto no comprende correctamente la influencia del efecto de suelo, podría pensar que puede despegar normalmente incluso con una velocidad inferior a la de referencia. Sin embargo, una vez que el avión abandona la altura del efecto de suelo, podría caer en problemas de velocidad insuficiente para el despegue, sin cumplir con los requisitos de rendimiento de ascenso inicial. Especialmente en condiciones de carga pesada, alta densidad altitud y altas temperaturas, es posible que el avión no obtenga suficiente sustentación y caiga de nuevo a la pista. El piloto también debe asegurarse de que el avión haya alcanzado una tasa de ascenso positiva antes de retraer el tren de aterrizaje y los flaps.

Del mismo modo, durante el proceso de aterrizaje, si se mantiene un cierto ángulo de ataque, al entrar en el efecto de suelo aumenta el coeficiente de sustentación, por lo que es necesario reducir la potencia. Al mismo tiempo, puede ocurrir un efecto de flotación. Si la velocidad de flare (recogida) es excesiva en este momento, puede producirse una distancia de flotación excesiva.