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Estabilidad en un modelo. Una de las primeras cosas que un Modelista Espacial aprende, es que un cohete no volará a menos que éste sea aerodinámicamente estable. Concepto de Estabilidad. Un cuerpo se dice que es estable cuando tiende a mantener una posición normal o natural y equilibrada en el espacio donde se encuentre a pesar de las fuerzas que puedan actuar sobre él. Tipos de Estabilidad. Existen tres tipos de estabilidad que debemos conocer:
Estabilidad positiva. Tomemos una superficie cóncava y depositemos una esfera en su seno. Esta esfera permanecerá en esta posición indefinidamente ya que esta es su posición normal o natural y equilibrada sobre la cual sólo actúa la Fuerza de la Gravedad. Si partiendo de esta posición de la esfera, la desplazásemos con nuestra mano hacia un lateral de la superficie, estaremos contrarrestando la Fuerza de la Gravedad con la de nuestra mano y diremos que la esfera se encuentra en una posición desplazada o alterada de su posición normal. En el momento en el que soltemos la esfera desde su posición desplazada, veremos que ésta rodará por el seno de la superficie hasta encontrar su posición normal o natural y equilibrada. A este movimiento se le denomina Oscilación Positivamente Estable o simplemente Oscilación Estable. En general, cualquier cuerpo que oscile positivamente sobre un determinado medio después de haber sido desplazado de su posición neutral original, se dice que tiene una estabilidad positiva o simplemente que es Estable.
Tomemos ahora una superficie convexa e intente colocar la esfera en su cima de forma que quede ahí indefinidamente por sí sola. Será difícil lograrlo ya que la Fuerza de la Gravedad hará que la esfera ruede a uno u otro lado de la superficie puesto que se encontrará siempre desplazada. Si sujetamos la esfera sobre la cima de la superficie con nuestra mano, ésta permanecerá quieta indefinidamente ya que con ello estamos contrarrestando las fuerzas que hacen que caiga rodando. Evidentemente, si la soltamos, caerá rodando hacia el lado donde se encuentre desplazada en busca de una posición normal. A este tipo de Oscilación se la conoce como Oscilación Negativamente Inestable o simplemente Oscilación Inestable. En general, cualquier cuerpo que oscile negativamente en un determinado medio, es decir, que se desplace de su posición neutral original, se dice que tiene una estabilidad negativa o que es Inestable.
Estabilidad neutral. Coloquemos ahora la esfera sobre una superficie totalmente lisa y nivelada horizontalmente. Veremos que la esfera permanecerá en posición normal o natural y equilibrada indefinidamente en cualquier lugar de la superficie donde la situemos. Se dice entonces que la esfera está en posición neutral. En general cualquier cuerpo que siempre se encuentra en una posición neutral a pesar de que pueda ser desplazado de su posición original, se dice que tiene una estabilidad neutral.
Podemos determinar qué tipo de estabilidad tiene un cuerpo observando cómo se mueve y aplicarlo a un modelo de cohete.
Estabilidad en un modelo. Imaginemos al cohete en pleno vuelo y que en un principio el aire pasa frontalmente sobre el modelo. Este volará rectamente a menos que sea interrumpido.
Si desde esta posición actuase sobre el modelo una ráfaga de aire lateral, entonces volará en angulo, señalando la dirección del viento a modo de veleta. Si el modelo oscila positivamente, es decir, tiene tendencia a encontrar su posición neutral original, diremos que el modelo es Estable y por lo tanto su trayectoria tenderá a ser recta. Si por el contrario el modelo oscila negativamente, es decir, aumenta su angulo de desplazamiento y eventualmente oscila sobre su cola, diremos que el modelo es Inestable.
Si el modelo tiene estabilidad neutral, volará recto en la dirección del viento no importa cual sea el angulo de su posición desplazada. Prueba de estabilidad. El Centro de Gravedad y el Centro de Presiones son dos conceptos que debemos tener muy en cuenta si queremos determinar de antemano que el modelo sea estable y en consecuencia, asegurarnos de que volará recto y con toda seguridad. La regla principal para que el cohete sea estable es que su Centro de Presiones (C.P.) siempre debe estar localizado por detrás de su Centro de Gravedad (C.G.) en la dirección de vuelo. La separación entre ambos puntos localizados en el modelo debe ser como mínimo de un radio de la base del cuerpo, pero por convenio se ha establecido una separación de seguridad mínima de un diámetro de la base del cuerpo, también conocido por un calibre. Ello nos obliga a localizar, lo más exactamente posible, estos puntos clave en el modelo. Una vez construido el modelo, podrá cerciorarse de su estabilidad antes de lanzarlo. El método utilizado para ello es la conocida por "Prueba de Giro" que consiste en coger una cuerda resistente y hacer una lazada por la que deslizamos el cuerpo del modelo listo para lanzar hasta situarlo sobre el C.G. y sujetándolo con papel adhesivo para que no se deslice de este punto. Una vez hecho esto, haga girar el modelo por encima de su cabeza en un espacio despejado de obstáculos.
Si el modelo mantiene su trayectoria de giro perpndicular al lazo entonces podemos decir que el modelo es estable, y que está listo para volar. Si por el contrario el cono se desplaza hacia el interior o hacia el exterior del círculo que describe, habrá que calcular de nuevo la posición del C.G. y del C.P. antes de lanzarlo.
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© Jesús Manuel Recuenco Andrés.2000 |
Estabilidad negativa.
Esta es su posición neutral original
Esta es su posición
desplazada
Estable
Inestable
