Rendimiento En Combate Cerrado

Si antes de llegar a pilotar el Su-27 has pasado por otros simuladores, puede que lo único que te preocupe antes de entrar en combate cerrado con otro avión es saber quién lleva misiles de corto alcance y si tu avión es más "ágil" que el del contrincante. Probablemente, si se propone un escenario en el que un F-16 y un Su-27 se enfrentan sin misiles, habrá quien opine que el F-16 ganará fácilmente porque es capaz de hacer giros más cerrados y, casi seguro, mencionará el término genérico "agilidad" aplicándoselo al F-16 como ventaja definitiva.

Pues bien, como vamos a ver a continuación, todo depedende del terreno elegido para el combate: ningún avión tiene las mismas prestaciones a nivel del mar que a 10.000 metros de altitud, y lo que a 5.000 pies es un caza temible puede convertirse al llegar a 12.000 en un pobre avión que sólo puede volar en una dirección… ¡hacia abajo!. El mensaje que os queremos transmitir es que siempre que vayáis a entrar en combate ELIJAIS LA ALTITUD MÁS FAVORABLE PARA EL SU-27. Para ello hay que conocer las prestaciones de vuestro avión y las de los enemigos a los que os vais a enfrentar. Vamos, pues, a ello.

La Sustentación

Como todos sabemos, para que un avión pueda volar sus alas deben generar una fuerza de sustentación igual o mayor que su peso. Para generar esta fuerza de sustentación, el ala tiene una forma especial que hace que el aire que se desplaza por su parte superior lo haga a mayor velocidad que el que pasa por debajo. De acuerdo con una propiedad de cualquier fluido (el llamado principio de Bernouilli), esta diferencia de velocidades hace que la presión del aire por encima del ala sea menor que la de abajo, creando en consecuencia una fuerza perpendicular al ala que es la que hace que el avión ascienda.

¿Y de qué depende esta fuerza? Nada mejor para saberlo que echar un vistazo a la fórmula matemática de la sustentación:

Sustentación = Cl x 1/2dv2 x S

Cl es el coeficiente de sustentación (dependiente del ángulo de ataque y de la forma del ala).

d es la densidad del aire.

v es la velocidad del avión respecto al aire.

S es la superficie alar.

La fuerza de sustentación, junto con el empuje del motor, son los dos elementos que nos van a permitir maniobrar en combate para lograr una posición de ventaja, así que tenemos que procurar tener suficiente de ambos. A efectos prácticos, nosotros como pilotos podemos actuar de diversas maneras para aumentar la sustentación:

Todas estas técnicas para aumentar la sustentación tienen sus limitaciones, aunque la que más nos afecta en el combate es el incremento del ángulo de ataque: una vez sobrepasado un ángulo de ataque crítico el avión entra en pérdida y, si seguimos empeñados en tirar de la palanca, puede iniciar una peligrosa barrena. Ni que decir tiene que en tal situación seremos un blanco fácil hasta para el más novato de los pilotos.

Relación entre el ángulo de ataque y la sustentación

El Angulo de Ataque

Acabamos de decir que al superar un cierto ángulo de ataque el avión entrará en pérdida, pero ¿qué quiere decir esto exactamente? ¿la pérdida no es una situación en la que se entra por volar demasiado despacio o subir demasiado el morro?

Pues bien, primero y fundamentalmente, dejadnos ponerlo en mayúsculas, SE PUEDE ENTRAR EN PERDIDA A CUALQUIER VELOCIDAD Y EN CUALQUIER ACTITUD DE VUELO. Podéis encontraros en una situación de pérdida volando tanto a 200 como a 600 Km/h, en vuelo nivelado o con un alabeo de 60º, todo es posible, ya que el factor determinante para la entrada en pérdida es únicamente el ángulo de ataque.

El ángulo de ataque es, básicamente, el ángulo que forman el ala y la corriente de aire por la que se desplaza. Como hemos visto antes, a mayor ángulo de ataque mayor sustentación (quién no ha jugado a sacar la mano plana por la ventanilla del coche y modificar su "ángulo de ataque" para que suba y baje impulsada por el viento). El problema es que existe un límite al aumento del ángulo, a partir del cual se crean turbulencias y, eventualmente, el flujo de aire se despega de la superficie del ala, dejando así de crear sustentación.

Si dejamos que el ángulo de ataque suba en exceso, como en se ve en el indicador de la izquierda (30º), nos encontraremos con que el flujo de aire se separa de las alas, se aprecia a la derecha, ya no se crea sustentación y el avión entra en pérdida.

¿Y cuándo se alcanza este ángulo de ataque crítico? Pues al llegar a la velocidad crítica o de pérdida que, por definición, no es ni más ni menos que aquella que hace que el avión alcance el ángulo de ataque crítico. Parece una perogrullada, ¿verdad?. Además, ¿no acabamos de decir que la entrada en pérdida no ocurre a una determinada velocidad?

Bueno, pues no nos estamos contradiciendo: el ángulo de ataque crítico, aquél que produce la pérdida, es único y siempre el mismo, pero la velocidad crítica es variable, por lo que no se puede decir que la pérdida se produce a tal o cual velocidad, sino que esta depende de varios factores. En general, a mayor altitud y mayor carga g sobre las alas (p. ej. con más peso o maniobrando), mayor es la velocidad crítica y antes entraremos en pérdida.

Es importante tener en cuenta que aumentar la carga g sobre el avión produce el mismo efecto que volar un avión más pesado: un aumento de la velocidad crítica. Consecuentemente, el régimen de viraje que podremos establecer será menor, ya que a mayor régimen mayor carga g. Esto nos obliga a buscar un compromiso entre el régimen de viraje que necesitamos para maniobrar y la fuerza g que soportaremos. Tirar de la palanca como un poseso supone reducir la velocidad rápidamente, cargar el avión y aumentar el ángulo de ataque, la receta perfecta para una pérdida. Tendremos que jugar con estos parámetros (velocidad, ángulo de ataque y fuerza g) para obtener el mejor régimen de viraje. ¿Y cómo podemos controlar todo esto de una forma sencilla sin necesidad de calculadora?. La respuesta está en buscar una velocidad TAS de maniobra que nos mantenga en este sector. Vamos a ver cómo se hace.

TAS y Velocidad Crítica

Toda esta charla sobre sustentación y ángulos de ataque está muy bien, pero a lo mejor os resulta un poco académica. A fin de cuentas, cuando estáis combatiendo con un F-15 no estáis muy pendientes de los instrumentos del panel, puede que apenas si tengáis tiempo de echar un vistazo que otro al HUD para saber la velocidad y la altitud, así que probablemente os interese más conocer cómo interpretar esos valores para haceros una idea de lo cerca que andáis de entrar en pérdida o si podéis permitiros o no empezar un rizo que os coloque a las seis del contrincante.

Bien, lo primero que tenemos que distinguir son los diferentes tipos de velocidades que nos proporcionan los instrumentos. Si os fijáis con atención veréis que el indicador de velocidad del HUD y el anemómetro analógico del panel de mandos no siempre coinciden. Esto se debe a que representan dos tipos distintos de velocidades:

A nivel del mar, ambas velocidades coinciden, pero a medida que se asciende la densidad del aire disminuye y el impacto que se recibe en el tubo de pitot (instrumento que mide la fuerza del viento que golpea de frente sobre el avión) disminuye de forma acorde. Por tanto, cuanto más subamos menor velocidad de vuelo nos indicará el anemómetro analógico, aún cuando la velocidad con respecto al suelo permanezca constante. Consecuentemente, la TAS siempre será mayor o igual que la IAS y la diferencia aumentará con la altura.

A 1000 metros de altura la velocidad indicada y la velocidad verdadera son prácticamente iguales (500 Km/h). El número de Mach es 0,43 y el ángulo de ataque de unos 7º.	A 12.000 metros, para mantener la misma IAS de 500 Km/h necesitamos una TAS de 830 Km/h, como marca el HUD. El ángulo de ataque es el mismo (7º) porque no ha cambiado ni la IAS ni la actitud de vuelo. En cambio, el número de Mach es mayor (0,82) porque volamos más rápidamente respecto al aire circundante (TAS=830 Km/h)

Ahora que ya sabemos lo que es la TAS y la IAS, volvamos a la pregunta original: ¿qué velocidad TAS debemos mantener en cada momento para no entrar en pérdida? Es decir, ¿cuál es la relación entre la TAS y la velocidad crítica? La respuesta está en la siguiente fórmula:

Esta fórmula nos da la velocidad TAS crítica, o sea, aquella a la que el avión entrará en pérdida. Como se aprecia, esta velocidad no es única ni constante, ya que depende del peso (P), del coeficiente de sustentación, de la densidad del aire (d) y de la superficie alar (S). Está claro que a mayor peso o menor densidad del aire, mayor velocidad crítica y, por tanto, más rápido tendremos que volar para no entrar en pérdida. Hay que prestar atención entonces a los virajes y a la altitud, porque ambos factores afectan a la TAS crítica. Moraleja: LA VELOCIDAD TAS, POR SI SOLA, NO ES UNA BUENA INDICACION DE ENTRADA EN PERDIDA.

Si quitáramos el factor "d" obtendríamos la fórmula para la velocidad crítica expresada en velocidad IAS, que sería independiente de la altitud de vuelo (hemos sustituido el factor densidad). En consecuencia, si nos fijamos en el indicador analógico, sólo tendremos que preocuparnos del factor de carga que aplicamos al avión (2P) porque la VELOCIDAD IAS CRÍTICA SERA LA MISMA A CUALQUIER ALTITUD.

¿Y todo esto cómo afecta a las prestaciones del avión? Muy sencillo, puesto que a mayor altitud hay volar más rápido para mantener la misma velocidad indicada y la sustentación depende de dicha velocidad, tenemos, pues, que cuanto más alto volemos más dificil nos será mantener la fuerza de sustentación, más trabajo nos costará maniobrar y antes entraremos en pérdida. Si a esto unimos que la velocidad crítica también aumenta,  nos encontramos con que según ganamos altitud vamos limitando el rango de velocidades que tenemos para maniobrar. Por supuesto, esto le ocurre también a nuestros oponentes, así que vamos a ver cómo podemos aprovecharlo.

El Terreno de Caza

El Su-27 Flanker es un caza moderno preparado especialmente para los combates a media-alta altitud. Tiene un ángulo de ataque crítico especialmente elevado  (30º) y una fantástica capacidad de maniobra con elevados ángulos de ataque (27,5º en vuelo operacional) y a baja velocidad. Además, no debemos olvidar que dispone de dos potentes motores que elevan su techo útil hasta los 18.000 metros y que en la palanca de mandos tiene un sistema mecánico accionable por el piloto para sobrepasar el limitador de ángulo de ataque. Veamos con un par de ejemplo qué estrategias podemos adoptar a la hora de elegir nuestro terreno de caza en combates cerrados con dos enemigos típicos de cualquier escenario: el F-16 y el F-15.

Enfrentado a un F-16, el Flanker tiene que jugar con dos factores a su favor: su mayor techo y sus dos motores. Con un techo útil de unos 15.000 metros y dependiendo de un solo motor, el Falcon es presa fácil si nos enfrentamos a él por encima de los 8.000 metros. A esa altitud nuestro Flanker se nota pesado y si no tenemos cuidado en vigilar el ángulo de ataque y la IAS puede entrar en pérdida fácilmente. Afortunadamente para nosotros, el Falcon se encuentra aún más fuera de su elemento, por lo que a la primera oportunidad picará para bajar a cotas más ventajosas donde poder exhibir su tan cacareada agilidad a altas velocidades.

Llevar el combate en la vertical y lo más arriba posible o bajar como un halcón desde las alturas para volver a trepar después de una mortal pasada son tácticas útiles contra este enemigo. De hecho, si hacemos un combate 1 contra 1, ambos aviones controlados por la IA del programa, veremos como el F-16 no pierde ni un instante en combatir en las alturas y pica de inmediato. Por supuesto, de esa forma se convierte en un blanco sencillo para nuestro cañón.

El F-15, por otra parte, es un asunto completamente diferente. Su techo y su planta motriz casi lo equiparan, pese a su longevidad, a nuestro aparato, por lo que la táctica no puede ser la misma que en el caso anterior. En este simulador el F-15 nos puede seguir tan alto como vayamos, así que intentar ganarle por potencia o rendimiento en altura resulta inutil. En cambio, la capacidad del Su-27 para maniobrar con ángulos de ataque grandes le otorga la ventaja en un combate con giros en la horizontal o yo-yos. Mientras que nuestro Flanker roza la velocidad crítica, puede ganarle unos preciosos grados en cada giro hasta que el blanco entre en el rango de un letal R-73 o, si estamos demasiado cerca, del cañón. En esta situación puede ser decisiva la capacidad del piloto del Flanker para pegar un fuerte tirón de la palanca y sobrepasar el limitador mecánico de ángulo de ataque: logrará avanzar el morro unos grados extra, quizá los suficientes para un disparo de R-73 que finalice el combate.

Ejemplo

Probad con estas dos misiones en las que las condiciones de vuelo son muy diferentes. La primera, de Check Six, se desarrolla a 10.000 metros y con depósitos llenos, unos 25.550 kg, mientras que la segunda lo hace a 6.000 metros y con los depósitos al 50%, 20.850 kg.