Lección 1 de 8

Masas y centrado

Definiciones de masa en vacío, carga útil y masa máxima al despegue, límites estructurales y operativos, y cálculo del centro de gravedad con brazos y momentos.

En revisión

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GU09 Bloque 3 · Masas

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La masa de tu ULM y dónde está repartida influyen en casi todo: la velocidad de pérdida, la carrera de despegue, el ascenso, el alcance, la estabilidad y la resistencia de la estructura. Por eso, antes de cada vuelo, hay que comprobar que la masa no supera el máximo y que el centro de gravedad está dentro de límites.

Definiciones

Masa en vacío

La de la aeronave con su equipo fijo y los fluidos que indique el manual (normalmente aceite, refrigerante y combustible no utilizable). Sale de la hoja de pesada de tu aeronave, no del folleto comercial.

Carga útil

Lo que puedes cargar: ocupantes, combustible utilizable y equipaje. Es la masa máxima al despegue menos la masa en vacío.

Masa máxima al despegue (MTOM)

La mayor masa con la que la aeronave puede iniciar el despegue. En España, un ULM de ala fija no puede superar 600 kg (650 kg si es hidroavión o anfibio), pero su manual puede fijar una cifra menor, y manda la menor.

Límites estructurales y límites operativos

La MTOM del manual es un límite estructural: la estructura está calculada para ella. Pero las condiciones del día pueden obligarte a volar más ligero: una pista corta, una altitud de densidad alta o un obstáculo al final de la pista pueden exigir menos masa para despegar y subir con seguridad. Es una limitación operativa, y la calculas tú con las tablas del manual.

Con más masa sube la velocidad de pérdida (con la raíz cuadrada del peso).
Se alarga el despegue: como orientación, un 10 % más de masa supone alrededor de un 20 % más de distancia de despegue.
Empeora el ascenso, porque se reduce el exceso de potencia.
Se reduce el margen estructural: los factores de carga del manual valen para la masa máxima.

El centro de gravedad

El fabricante elige un plano de referencia (datum), por ejemplo la pared cortafuegos o el borde de ataque, y mide desde él la distancia a la que está cada masa: es su brazo. Masa por brazo da el momento. El centro de gravedad es la suma de momentos dividida por la masa total.

Fórmula

Momento = masa × brazo · CG = Σ momentos / Σ masas

Con masas en kg y brazos en mm, los momentos salen en kg·mm y el CG en mm desde el datum.

Ejemplo de cálculo (multieje biplaza)

Ejemplo con datos inventados: masa máxima de 600 kg y límites del CG entre 420 y 520 mm por detrás del datum. Combustible con una densidad aproximada de 0,72 kg/L.

Elemento	Masa (kg)	Brazo (mm)	Momento (kg·mm)
Aeronave en vacío (hoja de pesada)	310	350	108.500
Piloto	85	600	51.000
Pasajero	80	600	48.000
Combustible: 60 L × 0,72	43,2	900	38.880
Equipaje	10	1.400	14.000
Total al despegue	528,2	CG ≈ 493	260.380

CG = 260.380 / 528,2 ≈ 493 mm, dentro de los límites, y masa por debajo de 600 kg. Si en vuelo se consumen 30 L (21,6 kg), al aterrizar la masa será 506,6 kg y el momento 260.380 − 21,6 × 900 = 240.940 kg·mm: el CG se adelanta hasta unos 476 mm, todavía dentro. Comprueba siempre el despegue y el aterrizaje, porque el combustible desplaza el CG.

Atención

Si el CG queda fuera de límites, redistribuye la carga (por ejemplo, menos equipaje atrás) o reduce masa. Nunca vueles fuera de la envolvente: con CG retrasado la aeronave puede ser incontrolable en una pérdida; con CG adelantado puede faltarte profundidad para recoger en el aterrizaje.

Ilustración en preparación

Vista lateral de un multieje con la línea del datum y flechas que indican el brazo de cada masa (vacío, ocupantes, combustible y equipaje). Al lado, el gráfico de la envolvente del CG del manual con el punto de despegue y el de aterrizaje unidos por una línea que muestra cómo se mueve el CG al gastar combustible.

El caso del pendular

En el pendular, en vuelo equilibrado el centro de gravedad del conjunto queda siempre bajo el punto de anclaje del ala. Lo que fija el manual son la masa máxima, las masas mínima y máxima de cada asiento (incluido el piloto solo) y la posición del punto de anclaje para cada configuración. Según la FAA, en muchas alas añadir masa aumenta la torsión y reduce la velocidad de compensación, a la vez que sube la velocidad de pérdida; por eso algunos fabricantes indican adelantar el punto de anclaje con más carga.

Ideas clave

Carga útil = masa máxima al despegue − masa en vacío.
MTOM legal de un ULM de ala fija: 600 kg (650 kg hidro), salvo que el manual fije menos.
CG = suma de momentos / masa total; compruébalo al despegue y al aterrizaje.
Más masa: más velocidad de pérdida, más carrera y peor ascenso.
En el pendular, el CG queda bajo el punto de anclaje; el manual limita las masas por asiento.

Para el examen

La capacidad ascensional aumenta disminuyendo la masa al despegue, no cargando más combustible.
Momento = masa × brazo; no confundas el brazo con la masa.
La MTOM es un límite estructural; la masa máxima para un despegue concreto puede ser menor por la pista o la altitud de densidad.