Configuración propulsora

La configuración pusher de un avión Rutan Long-EZ.

Una aeronave construida con una configuración propulsora (pusher en inglés) tiene el motor montado con la hélice en la parte posterior, en lugar de en la anterior, de tal manera que la aeronave es "empujada" ("pushed" en inglés) a través del aire, de manera opuesta a la configuración tractora, en la cual la aeronave es "halada" ("pulled" en inglés) por la hélice.

Historia

Muchas de las primeras aeronaves fueron pushers, incluyendo el Wright Flyer y la aeronave Curtiss utilizada por Eugene Ely para su primer despegue desde un barco. En los primeros años de la Primera Guerra Mundial, las aeronaves "pushers" fueron las favoritas en uso por los Británicos debido a que mediante esta configuración se permitía el disparo de las ametralladoras hacia adelante sin verse obstruido por el disco formado por la hélice. Tales aeronaves incluyeron al Vickers F.B.5 Gunbus, al Royal Aircraft Factory F.E.2 y el Airco DH.2. Alemania no tenía las mismas necesidades de los británicos debido a que ellos habían desarrollado muy tempranamente el mecanismo de sincronización (interrupter gear en inglés) que adaptaron al Fokker.

Un avión británico de la Primera Guerra Mundial F.E.2b con configuración propulsora. La hélice se encuentra justo por detrás del ala.

Los aviones en configuración propulsora de un solo motor tenían usualmente al motor montado en la línea central en la parte posterior de la aeronave. Tales aeronaves no disponían de un fuselaje, la sección de cola estaba montada sobre una estructura que permitía el giro de la hélice.

Con la amplia adopción del mecanismo de interruptor, la mayoría de los beneficios de la configuración propulsora se perdieron y la configuración tractora se vio favorecida. Las aeronaves con esta configuración no se extinguieron tras la guerra, pero se convirtieron en una minoría en los nuevos diseños aéreos. El Supermarine Walrus de 1930 era un hidroavión con un motor en configuración propulsora. Probablemente el ejemplo más extremo de este tipo es el Convair B-36, el mayor bombardero alguna vez construido y operado por los Estados Unidos, en el cual se hallaban montados en el ala seis motores radiales Pratt & Whitney Wasp Major de 3.800 hp en una configuración propulsora, aumentados en el B-36D por cuatro motores turbojet General Electric J47. Aeronaves más grandes con varios motores, tales como el Short Singapore, continuaron siendo construidas con la configuración tractora-propulsora (en inglés push-pull configuration), combinando la configuración tractora y propulsora. El Saab 21 fue también inicialmente construido como un avión de configuración propulsora dado que los motores jet no estaban disponibles. Podría decirse que el ultraligero más común, el Quad City Challenger, también posee una configuración propulsora.

Ventajas

Un primer diagrama del biplano de configuración propulsora de Wilbur Wright

La eficiencia puede ser alcanzada cuando se monta una hélice por detrás del fuselaje, debido a que re-energiza la capa límite aerodinámica desarrollada sobre el mismo, y reduce el tipo de resistencia aerodinámica al mantener el flujo de aire pegado a la capa límite. Sin embargo, este efecto no es tan pronunciado en un aeroplano pequeño como lo es en un submarino o en un buque, donde es bastante importante debido al más alto número de Reynolds en el cual estos artefactos operan.

La eficiencia del ala se incrementa debido a a ausencia del flujo de la hélice sobre cualquiera de las secciones del ala.

El impulso posterior es de algún modo menos estable en vuelo que en una configuración tractora. Esto origina el potencial para hacer una aeronave más maniobrable.

La visibilidad de un aeroplano con un solo motor esta incrementada debido a que el motor no bloquea la visión hacia adelante. Por consiguiente, esta configuración fue ampliamente usada en los primeros aviones de combate y de reconocimiento, y permanecen como populares hasta hoy entre los aviones ultraligeros.

La hélice de un avión de un solo motor puede ser colocada más cerca de los elevadores y del timón como se ilustra en la fotografía del Royal Aircraft Factory F.E.2 mostrada anteriormente. Esto incrementa la velocidad del aire fluyendo sobre las superficies de control, incrementando el control de la inclinación y el viraje a bajas velocidades, particularmente durante el despegue cuando el motor se halla en su máxima potencia. Este aspecto puede ser benéfico mientras se practica el vuelo en territorios inhóspitos (bush flying), especialmente cuando se despega y se aterriza en pistas de aterrizaje cercanas a obstáculos que deben ser evitados mientras el aeroplano se mueve lentamente.

Desventajas

La configuración propulsora puede poner en riesgo a los ocupantes de la aeronave en una colisión aérea o colisión al aterrizaje. Si el motor está colocado detrás de la cabina, podría dirigirse hacia adelante por su propio movimiento durante una colisión, ingresando a la cabina e hiriendo a los ocupantes. En cambio, si el motor es colocado al frente de la cabina, puede actuar como un ariete y pasar a través de los obstáculos en el camino del avión, proveyendo una medida adicional de seguridad.

Los miembros de la tripulación pueden golpear la hélice mientras intentan saltar en paracaídas desde un aeroplano con un solo motor y una hélice en configuración propulsora. Este escenario potencialmente espantoso ayuda a explicar porque las hélices en configuración propulsora fueron raramente usadas en cazas posteriores a la segunda guerra mundial a pesar del teórico incremento de la maniobrabilidad.

Una preocupación menos extrema pero más práctica es el daño por objetos extraños. La configuración propulsora generalmente coloca(n) la(s) hélice(s) a la popa del principal tren de aterrizaje. Las rocas, polvo u otros objetos en el terreno al ser golpeados por las ruedas pueden hallar un camino hacia la hélice, causando daño o uso acelerado de las hojas de la hélice. Como resultado, la configuración propulsora tal como las alas delta autopropulsadas no son operadas usualmente fuera de pistas pavimentadas. También, algunos aviones de configuración propulsora en linea central (tal como el Rutan Long-EZ mostrado en la foto) colocan el arco de la hélice muy cerca a la pista de aterrizaje mientras suben la nariz durante el despegue o en el aterrizaje, haciendo más probable que la hélice golpee la vegetación cuando el aeroplano opera en una pista de césped.

Cuando un aeroplano vuela en condiciones de helada, una capa de hielo se puede acumular sobre las alas. Si un aeroplano con motores montados en el ala con configuración propulsora experimenta el congelamiento de las alas y luego el vuelo en aire más caliente, las hélices en configuración propulsora podrían absorber pedazos de hielo, a medida que este al derretirse desciende por el ala, estableciendo un peligro a las hojas de la hélice, así como a otras partes de la estructura aérea de la aeronave que pueden ser golpeadas por trozos de hielo volando a través de las hélices.

La hélice incrementa el flujo del aire alrededor de un motor enfriado por aire en la configuración tractora, pero no provee este mismo beneficio a un motor montado en la configuración propulsora. Algunos motores de aviación experimentan problemas en la refrigeración cuando son utilizados en la configuración propulsora. Al igual que otros, la configuración propulsora puede exacerbar el congelación del carburador. Algunos motores de aviación enfriados por aire dependen del aire calentado por los cilindros para calentar el carburador y no permitir la formación de hielo; la configuración propulsora puede reducir el flujo de aire caliente, facilitando la formación de hielo.

El ruido de la hélice frecuentemente se incrementa debido a que el escape del motor fluye a través de ella. Este efecto es particularmente pronunciado cuando se utilizan motores turbojet debido a la gran cantidad de gases de escape que los mismos producen. Los entusiastas de la aviación siempre pueden oír el acercamiento de un motor turbojet Piaggio P180 Avanti debido al ulular de alta frecuencia producida por el escape del motor al golpear las aspas de la hélice.

La vibración puede ser inducida por la hélice al pasar a través de un viento descendente, ocasionando que la hélice se mueva asimétricamente a través del aire de diferentes energías y direcciones.

Los problemas se podrían presentar cuando se utilice los flaps en un avión con configuración propulsora. Primero, la ausencia de un flujo de propulsión sobre el ala puede enlentecer la velocidad del flujo aéreo a través de los flaps, haciéndolos menos efectivos. Segundo, los motores montados en configuración propulsora bloquean la instalación de los flaps a lo largo de las porciones del borde de cola del ala, reduciendo el área para alerones disponible.

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