Los dos mas importantes parámetros que influyen de manera decisiva en la performance de un aeroplano son la relación empuje-Peso y Carga-Alar

El primer paso de un proceso de diseño debe consistir en un primer propuesta para la relación empuje-carga alar.

El valor asumido para estos dos parámetros determina de una manera sumamente restrictiva aspectos fundamentales que hacen a la forma del avión en diseño.

A modo de ejemplo considérese haber asumido por diferentes acondicionamientos como una reducida velocidad despegue, aterrizaje y operación una baja carga alar. El efecto resultante será un ala relativamente grande.

No habrá en ese caso mayores problemas para ubicar dentro del ala al tren de aterrizaje, tanques de combustible, etc.

Si necesidades posteriores de operación requiriesen por ejemplo aptitud para volar grandes distancias a gran velocidad lo primero que haríamos es reducir la resistencia del ala disminuyendo su tamaño, aumentando por lo tanto la carga alar.

Esta al mucho mas pequeña que la asumida inicialmente ya no podría albergar fácilmente el tren de aterrizaje y los tanques.

Estos deberían ser colocados en el fuselaje o colgados externamente con lo que nuevamente aumentaría la resistencia aerodinámica, lo cual podría llegar a ser inaceptable en términos de perfomace.

Se puede apreciar por lo tanto que una simple variación en la carga alas cambiar a su vez la forma del avión diseñado.

Aspecto de perfomace tan importantes como la capacidad de despegar de pistas de longitud reducida serán tomados como ejemplo para demostrar la estrecha correlación existente entre estos dos parámetros de diseño.

Analicemos las opciones para dos tipos diferentes de avión capaces de elevar el mismo peso.

Un avión con una ala grande (baja carga alar W/S) con motor relativamente pequeño (T/W pequeño) puede satisfacer el requerimiento de despegue cortos.

Un motor poco potente producirá poca fuerza de empuje y por lo tanto una reducida aceleración. Por otro lado el despegue se producirá pronto pues la baja carga alar posibilitara el decolaje a velocidades bajas.

Un avión con ala chica (alta carga alar) podrá despegar de la misma pista corta a condición de disponer de un motor potente (T/W alta) apto para producir la alta aceleración capaz de impartir al avión en el tramo corto de la pista la velocidad de despegue.

Como advertencia a un diseñador principiante es útil enfatizar lo inadecuado de seleccionar independientemente como datos de partida la carga alar y la relación empuje-peso a partir de información relativa a aeronaves existentes.

El camino correcto es la selección por parte del diseñador de uno de los dos parámetros, utilizando como referencia para el calculo del parámetro restante adecuado para satisfacer los diferentes requerimientos de perfomance pretendidos del aeroplano.

Una vez conocido el segundo parámetro se deberá verificar si resulto acertado o no la elección efectuado para el primer parámetro.

Cualquiera de los dos parámetros puede ser utilizado como parámetro inicial de un proceso diseño.

Sin embargo en algunos casos resulta conveniente comenzar especialmente por uno de los parámetros.

Un ejemplo adecuado de esto ultimo se presenta si el requerimiento fundamental del aeroplano a diseñar fuese una particular velocidad de entrada en perdida (que obviamente se debe exceder para no entrar en perdida) durante la aproximación para el aterrizaje.

La velocidad de perdida depende solamente del ala y no de la relación empuje-peso necesaria para satisfacer otros requerimiento de performace como por ejemplo la velocidad de trepada y/o velocidad máxima de crucero.

Empuje-peso

Un aeroplano con mayor empuje-peso T/W tendrá mayor aceleración, trepara mas velozmente, alcanzara una velocidad máxima mayor y podrá girar mas velozmente.

Por otra parte los motores mas potentes consumirán mas combustible para cumplir una cierta misión, lo que reducirá en una mayor necesidad de combustible con el consiguiente incremento de peso de decolaje.

Durante el vuelo al irse consumiendo el combustible el peso de la aeronave va disminuyendo.

Durante una misión al elevarse el avión y pasar por diferentes alturas el aeroplano se encuentra inmerso en un entorno con diferentes densidades, temperatura y presiones que a su vez harán la eficiencia de los motores con lo que variara el empuje de los mismo.

Lo expuesto ilustra el aspecto variable (durante una misión de vuelo) de la relación empuje –peso

Una relación empuje-peso que suele tomarse como referencia es la correspondiente al peso de despegue de diseño, en condiciones diurnas de atmósfera standard, a nivel del mar, con el acelerador aplicado a pleno.

Otra relación empuje-peso empleada en aplicaciones militares es la correspondiente a condiciones de vuelo de combate.

Notese que para cada posición del acelerador se tiene una dada relación (T/W), condiciones de crucero al (por ejemplo) 70 % de la potencia, condiciones de ascenso, condiciones de aproximación para el aterrizaje (con los motores casi regulando entregando mínimo empuje) todas ellas corresponderán a bastante diferentes T/W.

Cabe acotar que la terminología empuje-peso esta mas asociada a aeronaves impulsadas por motores a reacción. En el caso de aviones con motores a helice un concepto equivalente es la conocida relación peso/potencia W/HP expresada como el peso de la aeronave dividido por la potencia de los motores en caballos de fuerza.

Sin embargo resulta obvio destacar que ambos conceptos son absolutamente encontrados en varios tipos de aviones

TIPO DE AERONAVE

TIPO T/W