Ala de gaviota

El ala de gaviota, también conocida como ala polaca o ala de Puławski , es una configuración de ala de aeronave con una marcada curvatura en la sección interna hacia la raíz . Su nombre deriva de las aves marinas a las que se asemeja y del diseñador aeronáutico polaco Zygmunt Puławski, quien comenzó a utilizar este diseño en sus aviones. Numerosas aeronaves han incorporado este tipo de alas para diversos fines. El ala de gaviota se utilizaba comúnmente para mejorar la visibilidad en configuraciones de ala alta, ya que esta podía ser más delgada cerca del fuselaje y, en teoría, no debería limitar la visión del piloto más que los pilares A del parabrisas de un automóvil.

Los planeadores fueron las primeras aeronaves en incorporar el ala de gaviota, comenzando con el Weltensegler en 1921; no fue hasta el Fafnir, que batió récords a finales de esa década, que la configuración ganó popularidad. Además de popularizarse durante las siguientes tres décadas entre los planeadores de alto rendimiento, diversas aeronaves terrestres e hidroaviones también adoptaron diferentes formas de alas de gaviota. Alcanzó especial relevancia en Polonia, donde el diseñador aeronáutico polaco Zygmunt Puławski desarrolló una gama de aviones de combate a finales de la década de 1920 y principios de la de 1930; en particular, el PZL P.11 , que poseía varias características de vanguardia para la época, además de su ala de gaviota de montaje alto, fue descrito como el avión de combate más avanzado de su tipo en el mundo en el momento de su introducción. ^{[ 1 ]} El PZL P.11 sirvió como el principal avión de combate de Polonia a mediados y finales de la década de 1930, mientras que su desarrollo posterior, el PZL P.24 , sirvió en las fuerzas aéreas de varios países y fue un gran éxito de la industria aeronáutica polaca.

Diversos hidroaviones , como el Short Knuckleduster , el Dornier Do 26 y el PBM Mariner , también adoptaron la configuración de ala de gaviota, principalmente porque permitía colocar los motores a mayor altura sobre el agua. Una variante de la configuración estándar, el ala de gaviota invertida , se ha utilizado en numerosos cazas para facilitar el uso de trenes de aterrizaje más cortos y proporcionar suficiente espacio libre para sus hélices.

El ala de gaviota se implementó por primera vez en un planeador , específicamente en el Weltensegler , que realizó su vuelo inaugural en 1921. Sus alas, que estaban arriostradas externamente, presentaban puntas de ala en flecha con incidencia negativa con respecto al resto del ala principal. ^{[ 2 ]} El Weltensegler también utilizaba un sistema de control único, que consistía en varias poleas y resortes conectados a una sola palanca de control para el piloto, que deformaba las puntas de las alas según las indicaciones del piloto. Este método poco ortodoxo se basaba en el cambio de incidencia con el aumento y la liberación de tensión, y también se esperaba que proporcionara mayor estabilidad en cabeceo y alabeo mediante cambios automáticos en la incidencia de las puntas de las alas; sin embargo, no proporcionaba un control directo sobre las puntas de las alas. ^{[ 2 ]} La carrera de vuelo del Weltensegler fue muy breve, ya que fue destruido durante la competición de vuelo sin motor de Rhön de 1921 después de que el ala fallara durante un picado en espiral pronunciado a velocidad excesiva, lo que resultó en la muerte de Willy Leusch, el piloto de pruebas de la compañía Weltensegler. ^{[ 3 ]}

Tras la trágica pérdida del Weltensegler, la mayoría de los diseñadores de aeronaves evitaron el ala de gaviota durante casi una década. En 1930, el Fafnir de Alexander Lippisch , que batió récords, representó un regreso triunfal para el ala de gaviota, lo que contribuyó a su resurgimiento poco después. El Fafnir presentaba un diedro estabilizador lateral , una característica poco común en los planeadores de la época, que abarcaba aproximadamente el 40 por ciento de la envergadura interior del ala. ^{[ 4 ]} Lippisch había optado por esta configuración debido a su mayor espacio libre en la punta del ala, así como a la creencia errónea de que mejoraría su estabilidad durante los giros; sin embargo, los estudios han demostrado que las configuraciones normales de ala de gaviota dan como resultado pérdidas significativamente menos severas y más fáciles de recuperar. Las alas de gaviota invertidas exhiben el comportamiento de pérdida opuesto, pero tanto las alas de gaviota normales como las invertidas dificultan la relación sustentación-resistencia y el rendimiento de ascenso. ^{[ 5 ]}

El desempeño demostrado por Fafnir, como un vuelo de 220 km (140 millas) entre Wasserkuppe y Magdeburgo a finales de agosto de 1930 que estableció un nuevo récord mundial, rápidamente animó a numerosos diseñadores de aeronaves a realizar sus propias investigaciones sobre el ala de gaviota. ^{[ 4 ] [ 6 ]} En consecuencia, muchos otros planeadores, así como otras plataformas, pronto incorporarían configuraciones de alas muy similares. Habiendo sido una tendencia en la industria de los planeadores durante la década de 1930, el ala de gaviota siguió siendo una característica fundamental entre los planeadores de alto rendimiento hasta la década de 1950.

Planeadores de ala de gaviota notables

• Albatros mayor de Bowlus
• DFS Habicht
• DFS Kranich
• Reiher de DFS
• Göppingen Gö 3 Minimoa
• Lawrence Tech IV "Yankee Doodle"
• Lippisch Fafnir
• Ross RS-1 Zanonia
• Schweyer Rhönsperber
• Cometa Slingsby
• Weltensegler
• Ikarus Košava

El diseño de ala de gaviota se incorporó a los hidroaviones a principios de la década de 1930. A medida que aumentaba la potencia del motor, también lo hacía la necesidad de hélices grandes que pudieran convertir eficazmente la potencia en empuje. El ala de gaviota permitió a los diseñadores asegurar una distancia adecuada de la punta de la hélice sobre el agua al colocar los motores en el punto más alto del ala. La alternativa era colocar el motor en un pilón. El primer hidroavión en utilizar la configuración de ala de gaviota pudo haber sido el Short Knuckleduster , que voló por primera vez en 1933. ^{[ 7 ]} El Dornier Do 26 , un avión de pasajeros y plataforma de transporte de alta velocidad , del cual se construyeron seis aeronaves, realizó su primer vuelo durante 1938. ^{[ 8 ]} La configuración también se utilizó en los aviones de patrulla marítima PBM Mariner y P5M Marlin de la Armada de los Estados Unidos . ^{[ 9 ]} La aparición de los aviones a reacción terrestres de largo alcance en la década de 1950 y la posterior desaparición del hidroavión impidieron el uso generalizado del ala de gaviota, aunque todavía se utilizó en algunos diseños de posguerra, como el Beriev Be-12 Chaika (el nombre significa 'gaviota' en ruso). ^{[ 10 ]}

Ejemplos:

• Beriev Be-6
• Dornier Do 26
• Martin P5M Marlin
• Piaggio P.136
• Puño americano corto

A finales de la década de 1920, el diseño de ala de gaviota se incorporó a los aviones terrestres. En 1928, el diseñador aeronáutico polaco Zygmunt Puławski desarrolló el PZL P.1 , un avión de combate experimental ; una de las principales innovaciones del PZL P.1 fue su ala de gaviota de montaje relativamente alto. ^{[ 11 ]} Con el fin de proteger su nueva configuración de ala, Puławski solicitó una patente para dicha configuración al año siguiente. ^{[ 12 ]} La configuración ideada por Puławski se ha denominado «Ala Puławski» o «Ala Polaca». El PZL P.1 dio lugar a un modelo de producción, el PZL P.7 , del que se fabricaron 149 unidades entre 1932 y 1933. ^{[ 13 ]}

El ala de gaviota se utilizó para mejorar la visibilidad en una configuración de ala alta, ya que dicha ala podía ser más delgada cerca del fuselaje y, en teoría, no debería limitar la visión del piloto más que los pilares A de un parabrisas en la carrocería de un automóvil. Se utilizó en múltiples aviones de combate, incluidos el PZL P.11 y el Polikarpov I-15 soviético . El PZL P.11 fue una mejora adicional del PZL P.7 que estuvo en producción durante principios de la década de 1930. Poseía varias características de vanguardia para la época, además del ala de gaviota de montaje alto, como su estructura totalmente metálica y su exterior metálico; según el autor de aviación Jerzy Cynk, el P.11 fue comúnmente considerado el avión de combate más avanzado de su tipo en el mundo en el momento de su introducción. ^{[ 1 ]} El P.11 sirvió como el principal avión de combate de Polonia durante mediados y finales de la década de 1930, participando en la campaña polaca de 1939 para resistir una invasión de la vecina Alemania nazi . Como consecuencia de los rápidos avances aeronáuticos logrados a finales de la década de 1930, el P.11 quedó obsoleto frente a cazas más modernos como el Messerschmitt Bf 109 al comienzo del conflicto. ^{[ 1 ]}

Un ejemplo de aeronave moderna con diseño de ala de gaviota es el avión de servicios públicos eléctricos Alia CX300, fabricado por Beta Technologies .

Ejemplos:

• PZL P.1
• PZL P.6
• PZL P.7
• PZL P.8
• PZL P.11
• PZL P.24
• Henschel Hs 121
• Loira 46
• Polikarpov I-153
• Alia CX300

Durante la década de 1930, se desarrolló una variante del diseño estándar, conocida como ala de gaviota invertida . Se utilizó principalmente en aviones militares monomotor con motores cada vez más potentes. Antes de la llegada de las hélices contrarrotatorias , tales potencias requerían hélices de mayor diámetro, pero era necesario mantener la distancia entre la punta de la hélice y el suelo. Las patas largas del tren de aterrizaje son pesadas, voluminosas y más débiles que sus contrapartes más cortas. El Vought F4U Corsair , diseñado desde el principio como un caza embarcado, no solo tenía la hélice más grande de cualquier caza estadounidense, sino que también se esperaba que enfrentara aterrizajes bruscos en la cubierta de un portaaviones en movimiento. Al adoptar el ala de gaviota invertida, el tren de aterrizaje podía ser más corto y retraerse directamente hacia atrás (mientras giraba 90º para colocar las ruedas principales sobre los extremos de los puntales inferiores del tren de aterrizaje) , lo que mejoraba el espacio interno del ala. ^{[ 14 ]} El diedro negativo de la sección central del ala también permitió que el ala y el fuselaje se unieran en el ángulo óptimo para minimizar la resistencia , sin utilizar carenados en la raíz del ala u otras medidas. ^{[ 14 ]}

Otra razón para tener un ala de gaviota invertida es permitir el espacio libre para una gran carga de bombas externas, como en el Junkers Ju 87 Stuka . El autor de aviación Manfred Griehl describió el ala de gaviota invertida como la característica más distintiva del Ju 87. ^{[ 15 ]} Estas alas, que comprendían la construcción convencional de doble ala de Junkers, supuestamente le dieron al Ju 87 una ventaja considerable sobre sus contemporáneos durante el despegue; se creaban fuerzas de sustentación relativamente grandes a través del perfil aerodinámico incluso cuando volaba con un ángulo poco pronunciado, lo que reducía las carreras de despegue y aterrizaje. También proporcionaban un alto nivel de visibilidad del terreno al piloto, además de permitir el uso de un tren de aterrizaje más corto. ^{[ 16 ]}

Ejemplos:

• Aichi B7A
• Blohm & Voss Ha 137
• Junkers Ju 87 Stuka
• Vought F4U Corsair
• Primer prototipo del Mitsubishi A5M
• Yermolayev Yer-2

• Sección de documentación de Scale Soaring UK
• Consideraciones de diseño del Vought F4U Corsair