El eterno dilema en Aeromodelismo, nunca nos ponemos de acuerdo y siempre hay argumentos, aparentemente lógicos, en favor de uno u otro tipo de cola. Adelanto que aquí voy a desmitificar la cola en V, algún argumento es de puro sentido común o de lógica trigonométrica incuestionable, otros los doy por válidos por haberlos leído en varios libros de Aerodinámica, avalados por mediciones en túnel de viento.
Aclarar, antes que nada, que la cola en X es como se denomina en la literatura anglosajona a la cola tradicional en T invertida, estabilizador horizontal y deriva vertical.
Escribo este artículo entristecido por la moda que se está extendiendo en la modalidad de competición de veleros térmicos F5J, donde cada vez se ven más modelos con cola en V sin que ningún fabricante se moleste en explicar los detalles técnicos por los que la cola en V es mejor.
1.- La cola en V no tiene menos resistencia aerodinámica que la cola en X.
Parece lógico pensar que, dado que la cola en V sólo tiene dos superficies y la cola en X tiene 3 (deriva y las dos mitades del estabilizador), ha de ser cierto que la cola en V tenga menos resistencia aerodinámica.
Según todos los libros de Aerodinámica que he leído, la realidad es que no, ambas tienen una resistencia aerodinámica muy similar y la explicación se encuentra en mediciones de túnel de viento y que la cola en V es, necesariamente, bastante más grande que la cola en X, para un nivel de estabilización igual entre ambas.
2.- La cola en V no pesa menos que la cola en X.
A menudo se cree que la cola en V pesará menos que la cola en X, ya que se compone de 2 superficies en lugar de 3. Al igual que dije para el punto 1, todos los libros de Aerodinámica que he leído mencionan que el peso de ambos tipos de cola es muy similar, dado que la cola en V tiene que ser bastante más grande que la cola en X, para un nivel de estabilización igual entre ambas.
3.- La cola en V genera mayor resistencia aerodinámica que la cola en X, cada vez que la mueves.
Este argumento tiene una demostración elemental y al alcance de cualquiera con mínimos conocimientos de trigonometría.
Es evidente que la cola en X, cuando se acciona el mando de profundidad en un ángulo determinado, toda la fuerza aerodinámica que ejerce la superficie móvil va en la dirección en que la queremos (arriba o abajo, perpendicular al plano de vuelo del avión).
En el caso de la cola en V, cuando accionamos el mando de profundidad no tenemos una fuerza aerodinámica perpendicular al plano de vuelo del avión sino perpendicular al plano de la superficie de mando (vectores negros), que al estar dispuesta en V genera dos fuerzas que podemos descomponer en una componente vertical (perpendicular al plano de vuelo, vectores verdes) y otra horizontal (vectores rojos), las dos verticales se suman y realizan la función de mando de profundidad que deseamos, pero la componente horizontal se opone a la de la otra mitad de la cola en V, anulándose entre sí, aquí está la clave del asunto, tenemos dos fuerzas aerodinámicas que se están anulando y no generan el efecto de profundidad que buscamos. Dicho de otro modo, tenemos un pequeño efecto de aerofreno cada vez que accionamos la profundidad de una cola en V. ¿Qué tan grande es ese efecto de aerofreno?, muy sencillo, equivale a la fuerza aerodinámica que ejercería una deriva vertical en una cola en X, que se mueva el mismo ángulo que hemos movido la profundidad.
Me he centrado en la profundidad pero lo mismo se aplica a la deriva y, en este caso, la fuerza aerodinámica de aerofreno equivaldría a la que ejercería una profundidad horizontal en una cola en X, que se mueva el mismo ángulo que hemos movido la deriva.
Accionar un pequeño aerofreno, cada vez que mandamos dirección o profundidad en un velero térmico, no es una buena noticia para el rendimiento de planeo de un velero F5J, pero más se debe notar en un velero de velocidad F3F, donde por razones técnicas que escapan a mi entendimiento, todos los veleros que veo llevan cola en V.
4.- No verás un velero térmico real o avión de pasajeros con cola en V.
Al menos yo no lo he visto, los veleros reales buscan la máxima eficiencia, lo mismo que los aviones de línea para transporte de pasajeros, debería extrañarnos mucho que no usen cola en V si ésta tiene las ventajas que mucha gente dice que tiene.
¿Estarán equivocados los cientos de miles de ingenieros aeronáuticos que hay en el mundo?
¿Cómo es posible que la industria aeroespacial mundial no se haya dado cuenta de lo buena que es la cola en V?
¿Por qué los túneles de viento no ponen en evidencia las ventajas de la cola en V?
No voy a dar respuesta a estas preguntas porque la respuesta es lógica y evidente.
Conclusión final
En mi humilde opinión, la cola en V sólo tiene ventaja durante la fase de aterrizaje en campos agrestes o con vegetación abundante, como suele ocurrir en el vuelo de ladera, porque la cola en V es más difícil que se enganche y se rompa. Es lógico en ese caso usar una cola en V para un modelo recreativo pero es difícil de entender que se utilice para un modelo de competición F3F, donde se realizan continuamente vueltas muy cerradas con bastante movimiento de las superficies de mando (más movimiento equivale a más nivel de aerofreno) y que van a provocar un frenado del velero cuando se está buscando conseguir la máxima velocidad de vuelo.
De igual modo, un velero térmico para uso recreativo, que se va a volar en lugares agrestes o de mucha vegetación, puede ser buena idea dotarlo de cola en V, pero para el resto de casos y especialmente para competición, nunca tiene sentido introducir un efecto de aerofreno al mandar dirección o profundidad, que resultará en peor coeficiente de planeo y menos tiempo de vuelo.
Comments 2
A lo mejor la cola en V le mas estabildad al igual que el diedro en las alas principales
Muchas gracias por tu comentario, Jaume, los estabilizadores suelen usar perfiles simétricos, no sustentan peso del avión y también tienen una envergadura muy pequeña en comparación con el ala, por lo que ponerles diedro como a las alas no debería tener ningún efecto de estabilización apreciable, a no ser que se trate de un avión con alas en tándem, en cuyo caso no hay un estabilizador como tal sino que la segunda ala realiza esa función a la vez que soporta buena parte del peso del avión, aquí sí es necesario darle diedro.