La mayoría de nosotros nunca hemos tenido que preocuparnos por no sobrepasar la VNE, especialmente en vuelo recto y nivelado. Y en un avión con motor de pistón, la VNE es prácticamente lo más lejos que puedes llegar a estar de la velocidad de pérdida.
Pero en un reactor esto no es así, especialmente en un reactor subsónico. En el techo operativo de un jet, su número Mach máximo (MMO) suele estar bastante cerca de su velocidad de pérdida. A esa región se la conoce como «coffin corner» o esquina del ataúd.
El nombre real del coffin corner es «Q Corner» porque la letra Q es la abreviatura de la presión dinámica, medida por el tubo pitot y directamente utilizada para mostrar nuestra IAS en el anemómetro. El coffin corner se produce por la interacción entre la velocidad de pérdida y el número Mach máximo permitido, ambos relacionados con la presión ejercida sobre el ala.
Esta región es peligrosa: si vuelas demasiado lento, puedes entrar en pérdida a gran altitud (algo nada deseable). Si vuelas demasiado rápido superarás tu Mach máximo, el flujo de aire sobre las alas se volverá supersónico, el avión picará, acelerará y podría sufrir daños estructurales (tampoco es buena idea).
Entonces, ¿por qué ocurre esto cerca del techo operativo de un reactor? Al aumentar la altitud, la velocidad TAS de entrada en pérdida aumenta, mientras que la TAS para alcanzar el MMO disminuye. El coffin corner es la región justo antes de que ambas se crucen.
La TAS de entrada en pérdida aumenta con la altitud
Al ascender, el aire se vuelve menos denso y las alas necesitan mayor velocidad del flujo de este aire para generar la misma sustentación. Por eso, a mayor altitud, aunque la VS expresada en IAS se mantenga (o casi), en términos de TAS es mayor. Esto ocurre en todos los aviones, ya sean de pistón, turbohélices o reactores.
Recuerda que la VS equivale a la velocidad de pérdida para unas condiciones de vuelo determinadas. Por ejemplo, vuelo recto y nivelado en configuración limpia (sin flaps).
La velocidad del sonido disminuye cuando baja la temperatura
El flujo supersónico es la principal limitación que define el MMO en los reactores subsónicos. Y aunque el MMO es un valor fijo (por ejemplo, Mach 0.85), la TAS a la que se alcanza ese número Mach disminuye cuando el aire se enfría.
Al aumentar la altitud, la temperatura del aire desciende. Por eso, los reactores llevan una aguja móvil tipo «barber pole» que indica el MMO y que desciende automáticamente con la temperatura. En los aviones con instrumentación digital, este mismo límite se muestra de forma electrónica.
Número Mach máximo (MMO)
Por lo tanto, a medida que ascendemos y baja la temperatura, la TAS necesaria para alcanzar el MMO disminuye. En los reactores subsónicos el MMO suele estar muy ligado al número Mach crítico, que es la velocidad a la cual parte del flujo de aire sobre el ala empieza a moverse a la velocidad del sonido.
Cuando el aire fluye sobre el ala, se acelera. Puede ocurrir que el aire frente al ala sea subsónico, pero que al pasar por el extradós supere la velocidad del sonido. Cuando esto sucede, se forma una onda de choque. Detrás de ella se desarrolla un flujo turbulento que provoca una vibración conocida como Mach Buffet, asociada a un aumento brusco de la resistencia, una pérdida progresiva de sustentación y una reducción de la efectividad de los mandos.
A velocidades transónicas aparece además el fenómeno conocido como Mach Tuck. Al aumentar el número Mach, la onda de choque se desplaza hacia atrás sobre el ala, provocando que el centro de presiones también se desplace hacia atrás. El morro del avión tiende a bajar, el avión acelera aún más y el centro de presiones sigue desplazándose hacia atrás. Si el avión tiene un estabilizador horizontal convencional con elevador, el flujo supersónico puede reducir su eficacia, impidiendo levantar el morro y haciendo imposible salir de esta situación.
Coffin Corner: el punto donde todo converge
Cuando te aproximas al techo máximo de la aeronave, el MMO y la velocidad de pérdida llegan a encontrarse, o al menos se acercan mucho.
La mayoría de los reactores actuales mantienen un margen razonable entre la pérdida y el MMO, pero un ejemplo clásico de avión con coffin corner es el U-2. A gran altitud, el U-2 puede tener tan solo 5 nudos de margen entre la velocidad de pérdida y el mach buffet, lo que no deja absolutamente ningún margen para el error.
Dentro del coffin corner, el avión se vuelve extremadamente difícil de volar y el uso del piloto automático resulta prácticamente imprescindible. El margen de error es mínimo, de ahí el nombre de «esquina del ataúd». Aun así, pese a su nombre, ¿verdad que sería interesante experimentar cómo se siente?
