Planeo

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Distintas formas de planeo: un ala delta, un petauro, un dragón volador y aviones de papel.

El planeo es un tipo de vuelo en el que un cuerpo se desplaza a través del aire siguiendo una trayectoria generalmente descendente sin utilizar empuje propulsivo para mantener su movimiento. Durante el planeo, la componente del peso en la dirección de la trayectoria proporciona la energía necesaria para vencer la resistencia aerodinámica, mientras que la sustentación permite mantener al cuerpo en vuelo.

El planeo puede ser realizado por planeadores y otras aeronaves, tanto de forma habitual como durante una pérdida de propulsión, y también por numerosos animales, entre ellos aves, mamíferos y reptiles. Cuando una aeronave sin motor aprovecha corrientes ascendentes para ganar o conservar altura, el vuelo recibe habitualmente el nombre de vuelo a vela.

Aerodinámica

En un planeo estabilizado actúan principalmente tres fuerzas: el peso, dirigido hacia el centro de la Tierra; la sustentación, aproximadamente perpendicular a la trayectoria de vuelo; y la resistencia aerodinámica, opuesta al movimiento. A diferencia del vuelo propulsado, no existe un empuje que compense directamente la resistencia.

Como consecuencia, en aire inmóvil un cuerpo que planea debe perder altura para mantener su velocidad. Su trayectoria forma con la horizontal un ángulo de planeo. Cuanto menor es este ángulo, mayor es la distancia horizontal que puede recorrer por cada unidad de altura perdida.

En un planeo rectilíneo y estabilizado, la relación entre sustentación (L) y resistencia (D) está relacionada con el ángulo de planeo $\gamma$ mediante:

$\frac{L}{D}=\frac{1}{\tan \gamma }$

Por ello, una relación sustentación-resistencia elevada implica un ángulo de descenso menor y una mayor distancia recorrida por cada unidad de altura perdida.

Relación de planeo

La relación de planeo expresa la distancia horizontal recorrida respecto a la altura perdida. Una relación de planeo de 20:1, por ejemplo, significa que en condiciones ideales una aeronave puede recorrer aproximadamente 20 unidades de distancia horizontal por cada unidad de altura que pierde.

En condiciones de aire inmóvil y vuelo estabilizado, la relación de planeo máxima está estrechamente relacionada con la máxima relación entre sustentación y resistencia ($L/D$).

Cada aeronave posee una determinada velocidad de mejor planeo, correspondiente aproximadamente a la velocidad a la que se obtiene la máxima relación $L/D$. Esta velocidad permite recorrer la mayor distancia posible para una determinada pérdida de altura en condiciones de aire inmóvil.

La velocidad de mejor planeo no coincide necesariamente con la velocidad de mínima caída. Esta última corresponde a la velocidad a la que la aeronave pierde altura al menor ritmo posible y permite permanecer en el aire durante más tiempo, mientras que la primera maximiza la distancia recorrida.

Planeo en aeronaves

Los planeadores están diseñados específicamente para obtener relaciones de planeo elevadas mediante alas de gran alargamiento alar, superficies aerodinámicas eficientes y una baja resistencia. Para iniciar el vuelo pueden ser remolcados por otra aeronave, lanzados mediante torno o utilizar otros sistemas de lanzamiento.

Una vez liberado del sistema de lanzamiento, un planeador pierde gradualmente altura si vuela en una masa de aire inmóvil. Sin embargo, puede ganar altura respecto al terreno cuando encuentra masas de aire ascendentes suficientemente intensas, como corrientes térmicas, ascendencias orográficas o ondas de montaña. El aprovechamiento sistemático de estos fenómenos constituye el vuelo a vela.

Las aeronaves propulsadas también pueden planear. Si un avión reduce o pierde completamente el empuje de sus motores, puede mantener durante cierto tiempo un vuelo controlado mediante la conversión de energía potencial en movimiento hacia delante. La distancia disponible depende de su configuración aerodinámica, velocidad, altitud y condiciones atmosféricas.

Planeo en animales

El planeo se encuentra también ampliamente distribuido entre los animales. Muchas aves alternan el vuelo batido con fases de planeo, lo que permite desplazarse sin realizar continuamente el movimiento muscular necesario para batir las alas.

Algunas especies aprovechan además corrientes ascendentes para mantener o aumentar su altitud mediante vuelo térmico, especialmente grandes aves como buitres, águilas y cigüeñas.

Otros animales han desarrollado estructuras corporales que permiten un planeo controlado pese a carecer de alas capaces de vuelo propulsado. Entre ellos se encuentran las ardillas voladoras, los colugos, algunos lagartos del género Draco, determinadas serpientes arborícolas y las llamadas ranas voladoras. En estos casos, membranas o modificaciones de la superficie corporal aumentan el área aerodinámica y permiten recorrer distancias horizontales durante el descenso.

Diferencia entre planeo y vuelo a vela

Aunque ambos términos pueden emplearse de manera próxima, el planeo describe fundamentalmente el movimiento de una aeronave sin empuje propulsivo, normalmente acompañado de una pérdida de altura respecto a la masa de aire.

El vuelo a vela, en cambio, es una técnica de vuelo en la que los planeadores aprovechan movimientos ascendentes de la atmósfera para prolongar el vuelo y, en determinadas condiciones, ganar altura. Por ello, un planeador puede permanecer durante horas en vuelo y recorrer grandes distancias sin utilizar un motor, aunque entre las zonas de ascendencia realice fases de planeo descendente.