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Al Final del Hilo:
El Mundo de las cometas
Por
Juan Miguel Suay Belenguer
Cometas
Introducción
1
Definición de Cometa
Diccionario de
Autoridades (1726-1739)
Definición de Cometa
Según el diccionario de la Real Academia de la
Lengua
1. M. Astron. Astro generalmente formado por un núcleo poco
denso y una atmósfera luminosa que le precede, le envuelve o
le sigue, según su posición respecto del sol, y que describe una
órbita muy excéntrica
2. F. Armazón plana y muy ligera, por lo común de cañas,
sobre la cual se extiende y pega papel o tela; en la parte
inferior se le pone una especie de cola formada con cintas o
trozos de papel, y, sujeta hacia el medio a un hilo o bramante
muy largo, se arroja al aire, que la va elevando, y sirve de
diversión a los muchachos
2
Definición de Cometa
Según la OACI
AERONAVE es toda máquina que puede sustentarse en la atmósfera
por reacciones del aire que no sean las reacciones del mismo contra
la superficie de la tierra
Las aeronaves pueden clasificarse en:
AERODINOS (aeronaves más pesadas que el aire)
Con motor: avión, giroavión (giroplano y helicóptero) y ornitóptero
sin motor: planeador y COMETA
AEROSTATOS (aeronaves más ligeras que el aire)
Con motor: dirigible
sin motor: globo libre y globo cautivo
Definición de Cometa
Una cometa es una máquina
voladora (aeronave) formada por
una
estructura
plana
o
tridimensional construida de un
material muy ligero y recubierta
de una vela. El conjunto se
amarra a uno o a varios hilos, al
ser soltada, se mantiene en el
aire por la acción del viento
3
Clases de Cometas
Cometas de un hilo o cometas estáticas
son las cometas que permanecen
estables en el aire alrededor de una
posición de equilibrio. Necesitan solo
hilo para su control
Cometas deportivas (acrobáticas y de
tracción) son aquellas que posen más de
un hilo, por medio de ellos se puede
dirigir a la cometa en su vuelo.
Dependiendo del número de ellos que
emplean para este control, las cometas
pueden ser de dos, tres y cuatro hilos
Estática
De tracción
Acrobática
Cometas Estáticas
4
Cometas Estáticas Planas
Cometa formada por un armazón
plano, recubierto con la vela,
necesita de una cola para su
estabilización
Cometas Estáticas Curvadas
o de Ángulo Diedro
Originaria de la isla de Java, la
cometa curvada se caracteriza por
no tener cola. Su estabilidad, se
consigue por la forma que se
produce al arquear el travesaño
horizontal.
5
Cometas Estáticas de Caja o
Celulares
Son estructuras tridimensionales consistentes
en varias cajas conectadas entre si con los
extremos abiertos
Cometas Estáticas
Semiflexibles
Son cometas con o sin varillas, con una vela
flexible, que adquieren su forma por la acción
del viento.
6
Cometas Estáticas Parafoils
Este tipo de cometas no necesita de ninguna
varilla, su forma y rigidez de vuelo se consigue
por medio de unas bolsas internas que se
hinchan con el viento, obteniéndose una forma
alar de gran estabilidad y una gran fuerza de
sustentación
Cometas Estáticas Rotor
Estas cometas son básicamente un Autogiro sin
motor. Su principio de funcionamiento se basa
en que un cuerpo en rotación inmerso en una
corriente de aire, además de ser arrastrado
por la misma, experimenta una fuerza de
sustentación vertical hacia arriba
7
Cometas Deportivas
Cometas Deportivas de Dos
Hilos
8
Cometas Deportivas de Tres
Hilos
Cometas Deportivas de
Cuatro Hilos
9
Cometas
Física del Vuelo de una Cometa
Cometa Plana Ideal
10
Equilibrio
Como ocurre con cualquier objeto
volador, las cometas tienen tres
ejes
de
rotación:
cabeceo,
balanceo y guiñada. Para que la
cometa tenga un vuelo estable es
necesario el control de los tres
ejes, impidiendo su giro respecto a
los mismos. Mediante el hilo y las
bridas se consigue el control del
cabeceo y el balanceo. La guiñada
se consigue mediante colas, quillas,
agujeros, curvaturas o
con los
paneles verticales en las cometas
celulares
Estabilizadores
AGUJERO
CURVATURA
QUILLA
COLA
PANELES
VERTICALES
11
Ángulos y Velocidades
Fuerzas Aerodinámicas (I)
CL =
L
1
( ρ v2v ) A
2
CD =
D
1
( ρ v 2v ) A
2
12
Fuerzas Aerodinámicas (II)
Fuerzas Aerodinámicas (III)
13
Peso
Fuerzas debidas
a la Tensión del Hilo
14
Equilibrio 2D
r
r
r
T = Fa + P
P ⋅ p = Fa ⋅ r
Equilibrio 2D (Viento Fuerte)
15
Gráfico a – x/a
Estabilidad 2D (Viento Fuerte)
Perturbación el el borde de ataque
16
Estabilidad 2D (Viento Fuerte)
Perturbación el el borde de fuga
Equilibrio 2D (Viento Débil)
17
Equilibrio 2D (Viento Débil)
Centro de Gravedad
Detrás
Centro de Gravedad
Delante
Deformaciones
18
Deformación Axial (I)
Deformación Axial (II)
19
Deformación Diédrica
Brida Básica (I)
20
Brida Básica (II)
Brida Básica (III)
21
Brida Básica (IV)
Y/c < 0,3
Brida Básica (V)
22
Brida Básica (VI)
Semejanza (I)
Fa ~ A vv2
P~ r V
Vv 2 ≈
P
A
L3
MR ≈
P
23
Semejanza (II)
Condiciones del cambio de escala
Sea una cometa con dimensiones L, volando con una velocidad del viento Vv.
Realicemos un cambio de escala de factor X, ¿Cuál debe ser el nuevo peso (P1) y
el nuevo ratio de masa (MR1), para que la cometa vuele con el mismo viento?.
L1 = X L
Vv = Vv 1 =
A 1 = X2 A
P1
2
X A
L3
MR ≈
P
=
P P1
=
;
A A1
P
⇒ P1 = X 2 P
A
L 3 X 3L3 XL3
MR 1 ≈ 1 = 2 =
⇒ MR 1 = X MR
P1
P
X P
Conclusión:
El peso debe aumentar en el factor de escala al cuadrado y aumentar el ratio de
masa en el mismo factor de escala
Semejanza (III)
Condiciones del cambio de escala
Sea la cometa de dimensiones lineales L, realicemos un cambio de escala de
factor X, manteniendo el mismo ratio de escala. ¿Cuál debe ser el nuevo peso
(P1) y con qué nueva velocidad del viento volará?.
L1 = X L
A1 = X 2 A
MR1 = MR
P
X 3P XP
Vv 2 ≈ 1 =
=
A1 X2A
A
MR ≈
L31
P1
L31 L3
=
P1
P
X 3L3 L3
=
⇒ P1 = X3P
P1
P
1
Vv 2 ≈
P
⇒ Vv 2 = XVv 2
A
Vv 1 = Vv X
1
Conclusión:
El peso debe aumentar en el factor de escala al cubo y la velocidad del viento
nueva con el que volará debe aumentar en la raíz cuadrada del factor de escala
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Semejanza (IV)
Tabla Resumen
CONDICIÓN 1
CONDICIÓN 2
VELOCIDAD DEL VIENTO
INVARIABLE
RATIO DE MASA INVARIABLE
X>1
X<1
X>1
X<1
No varía la
carga vélica
(P/A)
No varía la
carga vélica
(P/A)
Mayor carga
vélica (P/A)
Menor carga
vélica (P/A)
El peso crece
con el área
El peso disminuye
con el área
El peso crece
con el volumen
El peso disminuye
con el volumen
Mayor
estabilidad
Menor
estabilidad
Se necesita un
material más
ligero
Se puede utilizar
un material más
pesado
En vientos
fuertes alguna
perdida de
estabilidad
La estabilidad no
cambia o a veces
crece con vientos
ligeros
Se necesita
menos viento
para volar
Se necesita más
viento para volar
Cometas
Usos
25
Arte de Pesca
Salvamento Marítimo (I)
26
Salvamento Marítimo (II)
Salvamento Marítimo (III)
27
Meteorología (I)
COMETA TIPO HARGRAVE
Meteorología (II)
COMETA TIPO HARGRAVE
28
Meteorología (III)
COMETA TIPO
HARGRAVE
Meteorología (IV)
COMETA DE EDDY
29
Meteorología (V)
El 1 de agosto de 1919, en el Observatorio de Lindenberg,
situado en Alemania, se elevó un tren de ocho cometas que
alcanzó los 9740 m. de altitud,
Fotografía Aérea Con
Cometas (I)
Sistema de Arthur Batut
30
Fotografía Aérea Con
Cometas (II)
Sistema Emili Wenz
Suspensión Wenz-Batut
Fotografía Aérea Con
Cometas (III)
Sistema Joseph Lecornu
31
Fotografía Aérea Con
Cometas (IV)
Terremoto de San Francisco (1906) George Lawrence
Cometa tipo Conyne
Fotografía Aérea Con
Cometas (V)
32
Cometas Tripuladas (I)
Cometas Portadoras
Huida del hijo de Tametomo de la
Isla de Hachijo (legendario)
Sistema de Lamson (1896)
Cometas Tripuladas (II)
Cometas Elevadora
Baden-Powell (1894)
Wise (1897)
33
La Cometa y Radio
Cometas Militares (I)
Sistema “eleva-personas”
de S.F. Cody (1903)
34
Cometas Militares (II)
Sistema y cometa “eleva-personas”
de Schreiber (1903)
Cometas Militares (III)
Sistema y cometa “elevapersonas” de Madiot (1909)
35
Cometas Militares (IV)
Sistema “eleva-personas”
de Saconey (1910)
Cometas Militares (V)
Globos cautivos de Observación
36
Cometas Militares (VI)
Focke Archgelis Fa 330 Bachstelze
Cometas Militares (VII)
Focke Archgelis Fa 330 Bachstelze
37
Cometas Militares (VIII)
Cometa-blanco antiaéreo de Paul Garber (1942)
Cometas Militares (IX)
Globos Barrera
38
Cometas Militares (X)
Cometa barrera de H.C. Sauls (1941)
Otros Usos (I)
Ascenso del mensajero de
Daniel Colladon (1844)
Cometa de Herring (1896)
Carricoche arrastrado por
cometas de Pocock (1826)
39
Otros Usos (II)
Medición de la Columna
de Pompeyo (Alejandría)
con ayuda de una cometa
 2002 Juan M. Suay Belenguer
40