Tren de aterrizaje convencional

El tren de aterrizaje convencional , o tren de aterrizaje de tipo rueda de cola , es un tren de aterrizaje de una aeronave que consta de dos ruedas principales delante del centro de gravedad y una pequeña rueda o patín para sostener la cola. ^{[1] [2]} También se utiliza el término tren de aterrizaje de cola . ^[2]

El término "convencional" persiste por razones históricas, pero todos los aviones a reacción modernos y la mayoría de los aviones de hélice modernos utilizan tren de aterrizaje triciclo .

En los primeros aviones, se utilizaba un patín de cola hecho de metal o madera para sostener la cola en el suelo. En la mayoría de los aviones modernos con tren de aterrizaje convencional, un pequeño conjunto de ruedas articuladas se fija a la parte más trasera del fuselaje en lugar del patín. Esta rueda puede ser dirigida por el piloto a través de una conexión a los pedales del timón, lo que permite que el timón y la rueda de cola se muevan juntos. ^{[2] [3]}

Antes de que los aviones utilizaran comúnmente ruedas de cola, muchos aviones (como varios aviones Sopwith de la Primera Guerra Mundial , como el caza Camel ) estaban equipados con patines de cola orientables, que funcionan de manera similar a una rueda de cola. Cuando el piloto presionaba el pedal derecho del timón (o el reposapiés derecho de una "barra del timón" en la Primera Guerra Mundial), el patín giraba hacia la derecha, lo que creaba más resistencia en ese lado del avión y hacía que girara hacia la derecha. Si bien era menos eficaz que una rueda orientable, le daba al piloto cierto control sobre la dirección en la que se movía la aeronave mientras rodaba o comenzaba la carrera de despegue, antes de que hubiera suficiente flujo de aire sobre el timón para que fuera efectivo.

Otra forma de control, que ahora es menos común que antes, es dirigir el avión mediante el " frenado diferencial ", en el que la rueda de cola es un mecanismo simple de giro libre y el avión se dirige aplicando frenos a una de las ruedas principales para girar en esa dirección. Esto también se utiliza en algunos aviones con tren de aterrizaje triciclo, siendo la rueda de morro la rueda de giro libre en su lugar. Al igual que la rueda de cola/patinable dirigible, normalmente está integrada con los pedales del timón de dirección en la aeronave para permitir una transición fácil entre el control con ruedas y el control aerodinámico. ^{[ cita requerida ]}

La configuración de rueda de cola ofrece varias ventajas sobre la disposición del tren de aterrizaje triciclo , lo que hace que las aeronaves con rueda de cola sean menos costosas de fabricar y mantener. ^[2]

• Debido a su posición mucho más alejada del centro de gravedad , una rueda de cola soporta una parte más pequeña del peso de la aeronave, lo que permite que sea mucho más pequeña y liviana que una rueda de morro. ^[2] Como resultado, la rueda más pequeña pesa menos y causa menos resistencia parásita . ^[2]
• Debido a la forma en que se distribuyen las cargas de la estructura del avión mientras se opera en terreno accidentado, las aeronaves con ruedas de cola pueden soportar mejor este tipo de uso durante un largo período de tiempo, sin que se produzcan daños acumulativos en la estructura del avión. ^[2]
• Si falla una rueda de cola durante el aterrizaje, el daño al avión será mínimo. Esto no sucede en caso de una falla en la rueda de morro, que generalmente resulta en un impacto con la hélice . ^[2]
• Debido a la mayor distancia entre las hélices de los aviones con rueda de cola, se producirán menos daños por piedras al operar un avión con tren de aterrizaje convencional en pistas de aterrizaje irregulares o de grava, lo que los hace muy adecuados para volar en el bosque . ^[2]
• Los aviones con ruedas de cola son más adecuados para operar sobre esquís. ^[2]
• Los aviones con ruedas de cola son más fáciles de colocar y maniobrar dentro de algunos hangares. ^{[2] [4]}

La disposición convencional del tren de aterrizaje tiene desventajas en comparación con los aviones con rueda de morro. ^[2]

• Los aviones con rueda de cola son más propensos a sufrir accidentes con "morro" debido a la aplicación incorrecta de los frenos por parte del piloto. ^[2]
• Los aviones con tren de aterrizaje convencional son mucho más susceptibles a los bucles en tierra . Un bucle en tierra ocurre cuando se pierde el control direccional en tierra y la cola del avión pasa el morro, intercambiando extremos, en algunos casos completando un círculo completo. Este evento puede resultar en daños al tren de aterrizaje, neumáticos, puntas de las alas , hélice y motor del avión. Los bucles en tierra ocurren porque, mientras que un avión con rueda de morro se dirige desde delante del centro de gravedad , un avión con rueda de cola se dirige desde atrás (de manera muy similar a conducir un automóvil hacia atrás a alta velocidad), de modo que en tierra un avión con rueda de cola es inherentemente inestable, mientras que un avión con rueda de morro se centrará automáticamente si se desvía al aterrizar. Además, algunos aviones con rueda de cola deben pasar de usar el timón para dirigir a usar la rueda de cola mientras pasan por un rango de velocidad cuando ninguno es completamente efectivo debido al alto ángulo del morro del avión y la falta de flujo de aire sobre el timón. Evitar los bucles en tierra requiere más entrenamiento y habilidad del piloto. ^{[1] [2]}

• Los aviones con rueda de cola generalmente tienen una visibilidad hacia adelante más pobre en tierra, en comparación con los aviones con rueda de morro. A menudo esto requiere giros continuos en "S" en tierra para permitir que el piloto vea hacia dónde se dirige. ^[2]
• Los aviones con rueda de cola son más difíciles de rodar en condiciones de viento fuerte, debido al mayor ángulo de ataque de las alas, que puede generar más sustentación en un lado, lo que dificulta o imposibilita el control. También sufren una menor capacidad para soportar vientos cruzados y, en algunas condiciones de viento, pueden no poder utilizar pistas de viento cruzado o aeropuertos de una sola pista. ^[2]
• Debido a la actitud de morro alto en el suelo, los aviones con rueda de cola propulsados ​​por hélice se ven más afectados por el factor P , el empuje asimétrico causado por el disco de la hélice que está en ángulo con la dirección de desplazamiento, lo que hace que las palas produzcan más sustentación al descender que al ascender debido a la diferencia de ángulo que experimenta la pala al pasar por el aire. El avión entonces tirará hacia el lado de la pala que se eleva. Algunos aviones carecen de suficiente autoridad del timón en algunos regímenes de vuelo (particularmente en configuraciones de potencia más altas en el despegue) y el piloto debe compensar antes de que el avión comience a guiñar. Algunos aviones, particularmente los más antiguos y de mayor potencia como el P-51 Mustang, no pueden usar toda la potencia en el despegue y aún así controlar de manera segura su dirección de desplazamiento. En el aterrizaje, esto es un factor menos importante, sin embargo, abrir el acelerador para abortar un aterrizaje puede inducir un guiñada grave e incontrolable a menos que el piloto esté preparado para ello. ^{[ cita requerida ]}

Los aviones a reacción generalmente no pueden usar un tren de aterrizaje convencional, ya que esto orienta los motores en un ángulo alto, lo que hace que la ráfaga del chorro rebote en el suelo y vuelva al aire, impidiendo que los elevadores funcionen correctamente. Este problema ocurrió con el tercer prototipo, o "V3", del caza a reacción alemán Messerschmitt Me 262. ^[5] Después de que se construyeran los primeros cuatro prototipos de fuselajes del Me 262 de la serie V con tren de cola retráctil, el quinto prototipo fue equipado con un tren de aterrizaje triciclo fijo para pruebas, y a partir del sexto prototipo se le colocó un tren de aterrizaje triciclo completamente retráctil. Varios otros aviones a reacción experimentales y prototipos tenían tren de aterrizaje convencional, incluido el primer avión a reacción exitoso, el Heinkel He 178 , el avión de investigación Ball-Bartoe Jetwing y un solo Vickers VC.1 Viking , que fue modificado con motores Rolls-Royce Nene para convertirse en el primer avión de pasajeros a reacción del mundo.

Entre los raros ejemplos de aviones con rueda de cola y propulsión a reacción que entraron en producción y entraron en servicio se encuentran el caza naval británico Supermarine Attacker y el soviético Yakovlev Yak-15 . Ambos volaron por primera vez en 1946 y debieron sus configuraciones a ser desarrollos de aviones anteriores con propulsión a hélice. La configuración de rueda de cola del Attacker fue el resultado de utilizar el ala del Supermarine Spiteful , evitando costosas modificaciones de diseño o reequipamientos. El escape del motor estaba detrás del elevador y la rueda de cola, lo que reducía los problemas. El Yak-15 se basó en el caza de hélice Yakovlev Yak-3 . Su motor estaba montado debajo del fuselaje delantero. A pesar de su configuración inusual, el Yak-15 era fácil de volar. Aunque era un caza, se utilizó principalmente como avión de entrenamiento para preparar a los pilotos soviéticos para volar cazas a reacción más avanzados.

Una variación del diseño del tren de aterrizaje de cola es el tren de aterrizaje monorueda .

Para minimizar la resistencia, muchos planeadores modernos tienen una sola rueda, retráctil o fija, centrada debajo del fuselaje, que se conoce como tren de aterrizaje monorrueda o tren de aterrizaje monorrueda . El tren de aterrizaje monorrueda también se usa en algunos aviones a motor, donde la reducción de la resistencia es una prioridad, como el Europa XS . Los aviones a motor monorrueda usan patas de punta de ala retráctiles (con pequeñas ruedas giratorias adjuntas) para evitar que las puntas de las alas golpeen el suelo. Un avión monorrueda puede tener una rueda de cola (como el Europa) o una rueda de morro (como el planeador Schleicher ASK 23 ).

Los aviones con rueda de cola requieren más tiempo de entrenamiento para que los pilotos estudiantes los dominen. Este fue un factor importante en la década de 1950, cuando la mayoría de los fabricantes cambiaron a aviones de entrenamiento equipados con rueda de morro, y durante muchos años los aviones con rueda de morro han sido más populares que los de rueda de cola. Como resultado, la mayoría de los pilotos con licencia de piloto privado (PPL) ahora aprenden a volar en aviones con tren de aterrizaje triciclo (por ejemplo, Cessna 172 o Piper Cherokee ) y solo más tarde pasan a los de rueda de cola. ^[2]

El aterrizaje de una aeronave con tren de aterrizaje convencional se puede lograr de dos maneras. ^[6]

Los aterrizajes normales se realizan tocando las tres ruedas al mismo tiempo en un aterrizaje de tres puntos . Este método permite la distancia de aterrizaje más corta, pero puede ser difícil de llevar a cabo con vientos cruzados, ^[6] ya que el control del timón puede verse reducido severamente antes de que la rueda de cola pueda ser efectiva. ^{[ cita requerida ]}

La alternativa es el aterrizaje con ruedas . Esto requiere que el piloto aterrice el avión sobre las ruedas principales mientras mantiene la rueda de cola en el aire con el elevador para mantener el ángulo de ataque bajo. Una vez que el avión ha disminuido la velocidad a una velocidad que puede garantizar que no se perderá el control, pero por encima de la velocidad a la que se pierde la efectividad del timón , entonces la rueda de cola se baja al suelo. ^[6]

Algunos ejemplos de aeronaves con rueda de cola son:

• De Havilland Canada DHC-2 Beaver
• Douglas DC-3
• Maule M-7
• Messerschmitt Bf 109
• Piper J-3 Cub
• Spitfire de Supermarine

• Boeing AH-64 Apache - Helicóptero de ataque
• Sikorsky SH-3 Sea King - Helicóptero antisubmarino

Varias empresas de modificación de posventa ofrecen kits para convertir muchos aviones populares equipados con rueda de morro en trenes de aterrizaje convencionales. Los aviones para los que hay kits disponibles incluyen:

• Cessna 150
• Cessna 152
• Cessna 172
• Cessna 175
• Cessna 182
• Piper PA-22 Tri-Pacer

• Boyne, Walter J. "La gran metedura de pata de Goering". Revista de la Fuerza Aérea, vol. 91, n.º 11, noviembre de 2008.
• Aviation Publishers Co. Limited, From the Ground Up , página 11 (27.ª edición revisada) ISBN 0-9690054-9-0