El límite de buffet es el segundo parámetro de rendimiento aerodinámico más importante en el diseño aerodinámico de una aeronave, solo superado por la relación de sustentación a resistencia (L/D).

El buffet de ala es una respuesta de excitación aleatoria de la estructura del ala a las pulsaciones de presión causadas por la separación del flujo de aire. Cuando una aeronave vuela a baja velocidad y alto ángulo de ataque, el buffet aparece una vez que la separación del flujo en la superficie de sustentación alcanza cierto nivel; este tipo de buffet se denomina buffet de tipo sustentación.

La curva que muestra la variación del coeficiente de sustentación correspondiente al ángulo de ataque de inicio del buffet con respecto al número de Mach se denomina límite de buffet. Cuanto mayor sea el límite de buffet, menor será la velocidad mínima de vuelo nivelado de la aeronave y mejor será su maniobrabilidad y seguridad en vuelo.

El parámetro del límite de buffet (M2CL) es el producto del cuadrado del número de Mach (M) y el coeficiente máximo de sustentación disponible. Cuando se supera el valor del límite de buffet, generalmente la estela del flujo separado del ala (turbulencia) actúa sobre la empenaje, provocando vibraciones inaceptables en el fuselaje.

El límite de buffet suele corresponder a la aparición de una separación del flujo de “cierta área” en el ala. Dado que el coeficiente máximo de sustentación en crucero de los aviones de pasajeros está limitado por el inicio del buffet para alcanzar una carga de 1,3 g (aproximadamente una inclinación de 40 grados por parte del piloto o al encontrarse con una ráfaga severa), es casi tan importante como la resistencia como dato original para determinar el rendimiento de la aeronave.

El pico del límite de buffet determina la altitud máxima a la que puede volar la aeronave con una carga alar dada. Si el límite de buffet es bajo, para mantener un margen de carga de 0,3 g entre el coeficiente de sustentación de crucero y el límite de buffet, se debe reducir el coeficiente de sustentación de crucero deseado, lo que conduce a una reducción en la altitud de crucero. Dado que el consumo de combustible de los motores a reacción aumenta a medida que disminuye la altitud de vuelo, la eficiencia del combustible también disminuirá. Además, puede causar que no se aproveche plenamente el rango de altitudes de crucero asignado por el control de tráfico aéreo, lo que podría resultar en una pérdida de rendimiento de crucero.

Los aviones de pasajeros modernos están diseñados para que, como advertencia, el fuselaje vibre cuando la velocidad del aire cae al 107% de la velocidad de pérdida. La velocidad de pérdida aumenta con el peso del fuselaje y la altitud. Es decir, a la misma velocidad, un avión más pesado o un avión que vuela más alto tendrá una mayor velocidad de pérdida.

El índice de velocidad de pérdida se refiere a la velocidad de la aeronave en condiciones de vuelo nivelado, pero cuando la aeronave se inclina durante un giro, la velocidad de pérdida también aumenta a medida que aumenta la fuerza G.

Por lo tanto, al volar cerca de la velocidad de inicio del buffet, si la aeronave se inclina debido a la influencia de las corrientes de aire, es muy probable que la aeronave entre en pérdida.

La fuerza G se puede calcular según 1/COSθ (donde θ es el ángulo de inclinación). Por ejemplo, es de 2G a 60 grados y de 1,3G a 40 grados.

El límite de buffet de 1,3G es la velocidad a la que se producirá buffet al volar con una inclinación de 40 grados. Por lo tanto, al volar a la velocidad del límite de buffet de 1,3G, incluso si se produce una inclinación de 40 grados, no ocurrirá buffet.

En general, los aviones de pasajeros vuelan a velocidades superiores al límite de buffet de 1,3G, y el ángulo de inclinación en los giros no supera los 30 grados, por lo que se puede garantizar el margen de seguridad. Sin embargo, las regulaciones son diferentes al encontrar turbulencia; en turbulencia ligera se requiere un límite de buffet de 1,3G, pero en turbulencia de moderada a fuerte se requiere un límite de buffet de 1,5G.

Veamos un caso, extraído del blog de un piloto de un 744 de ANA.

Un día, volando a FL370, escuchó que otro avión de pasajeros adelante reportaba haber encontrado turbulencia moderada a FL410, y aviones cercanos comenzaron a solicitar ascender a FL430. Sin embargo, al revisar el FMS-CDU, descubrió que la altitud máxima posible de ascenso era solo FL433. Si ascendía a FL430, el límite de buffet de 1,3G estaría entre 238 y 254 nudos. Si se produjeran 1,3G cerca de esta velocidad, sería muy probable que ocurriera buffet. Por lo tanto, la medida que tomó no fue ascender de altitud, sino solicitar un desvío hacia el sur para evitar ese espacio aéreo turbulento.

http://www.dsti.net/Information/ViewPoint/41437 http://www2.plala.or.jp/sin/plalaboard/message/13391.html http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1355634013 http://fdc.blog.so-net.ne.jp/2008-06-27