Caliente y alto Hot and high

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En la aviación , calor y altura es una condición de baja densidad de aire debido a la alta temperatura ambiente y la alta elevación del aeropuerto . La densidad del aire disminuye al aumentar la temperatura y la altitud. La menor densidad del aire reduce la potencia de salida del motor de la aeronave y también requiere una mayor velocidad aerodinámica real antes de que la aeronave pueda volar. Los aviadores miden la densidad del aire calculando la altitud de densidad .

Un aeropuerto puede ser especialmente caluroso o alto, sin que exista la otra condición. La temperatura y la altitud de presión pueden cambiar de una hora a la siguiente. El hecho de que la temperatura disminuya a medida que aumenta la altitud mitiga en pequeña medida el efecto de "calor y altura".

Efectos negativos de la potencia reducida del motor debido al calor y las altas condiciones

  • Los aviones requieren una carrera de despegue más larga, lo que podría exceder la cantidad de pista disponible.
  • La potencia de despegue reducida dificulta la capacidad de ascenso de una aeronave. En algunos casos, es posible que una aeronave no pueda ascender lo suficientemente rápido para despejar el terreno que rodea un aeropuerto de montaña.
  • Los helicópteros pueden verse obligados a operar en la parte sombreada del diagrama de altura-velocidad para poder volar. Esto crea la posibilidad de un descenso incontrolable en caso de una falla del motor.
  • En algunos casos, los aviones han aterrizado en aeropuertos de gran altitud aprovechando las bajas temperaturas solo para quedarse varados a medida que las temperaturas se calientan y la densidad del aire disminuye.
  • Si bien es inseguro a cualquier altitud, una aeronave sobrecargada es mucho más peligrosa en condiciones altas y calurosas.

Mejorando el rendimiento en caliente y alto

Algunas formas de aumentar el rendimiento de la aeronave en condiciones cálidas y altas incluyen:

  • Reducir el peso de la aeronave. El peso se puede reducir llevando solo suficiente combustible para llegar al destino (a menor altitud) en lugar de llenar los tanques por completo. En algunos casos, el equipo innecesario puede retirarse de la aeronave. En muchos casos, sin embargo, la única forma práctica de reducir adecuadamente el peso de la aeronave es partir con una carga menor de pasajeros, carga o armas. En consecuencia, las condiciones cálidas y elevadas en el aeropuerto de origen pueden impedir que una aeronave comercial opere con una carga lo suficientemente grande como para ser rentable, o pueden limitar la potencia de fuego que una aeronave de combate puede llevar a cabo cuando realiza un ataque aéreo de largo alcance .
  • Aumente la potencia del motor. Los motores más potentes pueden mejorar la aceleración de un avión y reducir su carrera de despegue. Los motores más potentes son generalmente más grandes y pesados ​​y consumen más combustible durante el crucero, sin embargo, aumentan la carga de combustible necesaria para llegar al mismo destino. El peso adicional del combustible y los motores puede anular la ganancia potencial de rendimiento, y el costo adicional del combustible adicional puede limitar la rentabilidad de un avión comercial. Por otro lado, reemplazar un motor más antiguo y menos eficiente por un motor más nuevo de diseño más avanzado puede aumentar tanto la potencia como la eficiencia y, a veces, incluso reducir el peso. En esta situación, la única desventaja real es el costo de la actualización.
  • Utilice dispositivos de despegue asistido , como cohetes , para aumentar la aceleración y la velocidad de ascenso.
  • Inyecte agua destilada en el compresor del motor o en la cámara de combustión. El propósito principal de la inyección de agua en los motores a reacción es aumentar la masa que se acelera, aumentando así la fuerza creada por el motor. Un propósito secundario es reducir la temperatura de combustión para que se puedan usar ajustes de potencia más altos sin hacer que las temperaturas del motor excedan los límites.

Despegue asistido por jet o cohete

Artículo principal: JATO

Los cohetes auxiliares y / o los motores a reacción pueden ayudar a una aeronave completamente cargada a despegar dentro de la longitud de la pista. Los cohetes suelen ser unidades de una sola vez que se desechan después del despegue. Esta práctica era común en las décadas de 1950 y 1960, cuando los niveles más bajos de empuje de los turborreactores militares eran inadecuados para el despegue desde pistas más cortas o con cargas útiles muy pesadas. Ahora rara vez se usa.

Los reactores y cohetes auxiliares rara vez se han utilizado en aeronaves civiles debido al riesgo de daños a la aeronave y pérdida de control si algo saliera mal durante su uso. Sin embargo, Boeing produjo una versión de su popular Boeing 727 con JATO principalmente para operaciones "calientes y altas" desde el Aeropuerto de la Ciudad de México ( MMMX ) y La Paz, Bolivia. Los propulsores se ubicaron junto al tren de aterrizaje principal en la raíz del ala a cada lado de la aeronave.

Aviones especializados

Varios fabricantes de los primeros aviones a reacción ofrecían variantes optimizadas para operaciones altas y calientes. Dichos aviones generalmente ofrecían las alas más grandes y / o los motores más potentes en la línea de modelos junto con un fuselaje pequeño para reducir el peso. Algunos de estos aviones incluyen:

  • El BAC One-Eleven 475 combinó el cuerpo corto de la serie 400 con los motores más potentes y alas mejoradas de la serie 500. Este avión también presentaba un tren de aterrizaje más fuerte para operaciones de campo difíciles.
  • El Boeing 707-220 , que era un fuselaje 707-120 equipado con motores Pratt & Whitney JT4A más potentes, versiones civiles del J75 militar. El 707-220 tenía un consumo de combustible extremadamente alto y solo se construyeron 5, todos para Braniff International Airways . El redundantes 707-220 fue dictada por la liberación del turboventilador Accionado 707-120B, que tenía un poder aún mayor, junto con mucho menor consumo de combustible.
  • El Convair 880 . Aunque Convair solo ofrecía una configuración de este avión, tenía más potencia y un fuselaje más pequeño que sus competidores de Boeing y Douglas. Básicamente, Convair apostó por el éxito de toda la línea de modelos 880 en el atractivo de una aeronave optimizada para operaciones altas y calientes. La apuesta falló; sólo se vendieron sesenta y cinco 880 y el negocio naciente de aviones de pasajeros de Convair pronto colapsó.
  • El De Havilland Canada Dash 8-200 , que es un fuselaje -100 equipado con motores más grandes del -300 para operaciones altas y calientes. Tuvieron éxito y finalmente reemplazaron la línea de producción -100.
  • El Lockheed L-1011-200 , que por lo demás era un L-1011-100 con motores RB.211-524B más potentes.
  • El McDonnell Douglas DC-9-20 , que combinó el fuselaje más pequeño del DC-9-10 con las alas más grandes y los motores más potentes del DC-9-30, y fue vendido significativamente por ambos.
  • El McDonnell Douglas DC-10-15 , que combinaba el fuselaje del DC-10-10 con los motores más grandes del DC-10-30. Estos fueron diseñados específicamente y vendidos a Aeroméxico y Mexicana . Solo se construyeron siete.
  • El Vickers VC10 , que fue diseñado para cumplir con los requisitos de BOAC para un gran avión de pasajeros que podría operar vuelos de mediano alcance desde pistas cortas en el sur de Asia y África. Los motores montados en la parte trasera dieron un ala más eficiente y los hicieron menos vulnerables a los escombros de la pista. El alto consumo de combustible resultante en comparación con el actual Boeing 707 llevó a todas las demás aerolíneas importantes a descartar el VC10.
  • El McDonnell Douglas MD-82 era una versión caliente y alta del MD-80, y se vendió bien, lo que generalmente es extremadamente raro para un tipo de avión especializado en rendimiento.

El fracaso de la comercialización de la mayoría de estos aviones demostró que , en general, las aerolíneas no estaban dispuestas a aceptar una eficiencia reducida en los cruceros y una capacidad de carga final más pequeña a cambio de una ligera mejora en el rendimiento en determinados aeropuertos. En lugar de aceptar estos inconvenientes, fue más fácil para las aerolíneas exigir la construcción de pistas más largas, operar con cargas más pequeñas según lo dictaran las condiciones o simplemente abandonar los destinos no rentables.

Además, cuando la segunda generación de aviones de pasajeros comenzó a aparecer en la década de 1970, algunos aviones fueron diseñados para eliminar la necesidad de una variante especial "caliente y alta", por ejemplo, el Airbus A300 puede realizar un despegue 15/0, donde el las lamas del borde de ataque se ajustan a 15 grados y las aletas se mantienen retraídas. Esta técnica de despegue solo se usa en aeropuertos calientes y altos, ya que permite un peso límite de ascenso más alto y mejora el rendimiento de ascenso del segundo segmento.

La mayoría de los fabricantes de aviones de pasajeros han eliminado las variantes "calientes y altas" de sus líneas de modelos.

Aeropuertos calientes y altos

Ejemplos notables de aeropuertos calientes y altos incluyen:

Referencias