Crucero (aeronáutica)

El crucero es la fase del vuelo de una aeronave desde que se nivela después de un ascenso hasta que comienza a descender para aterrizar. ^{[ 1 ]} El crucero generalmente comprende la mayor parte de un vuelo y puede incluir pequeños cambios en el rumbo (dirección de vuelo), la velocidad aerodinámica y la altitud .

Los aviones comerciales o de pasajeros suelen diseñarse para un rendimiento óptimo en torno a su velocidad de crucero ( VC ₎ y altitud de crucero. Los factores que afectan a la velocidad y altitud de crucero óptimas incluyen la carga útil, el centro de gravedad , la temperatura del aire y la humedad. La altitud de crucero es generalmente donde la mayor velocidad respecto al suelo se equilibra con la disminución del empuje y la eficiencia del motor a mayores altitudes. Los aviones de fuselaje estrecho comunes como el Airbus A320 y el Boeing 737NG vuelan a Mach 0,78 (450 nudos; 830 km/h) ^{[ 2 ] [ 3 ]} , mientras que los aviones de fuselaje ancho modernos como el Airbus A350 y el Boeing 787 vuelan a Mach 0,85 (490 nudos; 900 km/h) ^{[ 4 ] [ 5 ]} . La altitud de crucero típica para los aviones comerciales es de 31.000 a 38.000 pies (9.400 a 11.600 m ; 5,9 a 7,2 millas ) . ^{[ 6 ] [ 7 ]} La velocidad que cubre la mayor distancia con una cantidad determinada de combustible se conoce como velocidad de alcance máximo. Esta es la velocidad a la que se minimiza la resistencia aerodinámica.        

Para los aviones a reacción, la velocidad de "crucero de largo alcance" (LRC) se define como la velocidad que proporciona el 99% del alcance máximo, para un peso dado. Esto resulta en un aumento de velocidad del 3 al 5% . ^{[ 8 ]} También es una velocidad más estable que la velocidad de alcance máximo, por lo que produce menos movimiento del acelerador automático. ^{[ 9 ]} Sin embargo, la velocidad LRC no tiene en cuenta los vientos ni los costos relacionados con el tiempo, aparte del combustible, por lo que tiene poco valor práctico. ^{[ 9 ]} En cambio, la velocidad para la operación más económica (ECON) se ajusta según el viento y el índice de costo (CI), que es la relación entre el costo del tiempo y el costo del combustible. ^{[ 8 ]} Un índice de costo más alto resulta en una velocidad ECON más alta. El índice de costo se puede dar en unidades "Boeing" o "inglesas" como ($/hr)/(centavos/lb) , equivalente a 100 lb/hr . ^{[ 10 ] [ 11 ]} Un índice de costo típico en estas unidades podría estar entre 5 y 150. ^{[ 12 ]} Alternativamente, el índice de costo puede darse en unidades métricas o "Airbus" de kg/min . ^{[ 10 ] [ 11 ]} El índice de costo puede variar de cero a infinito. Para un índice de costo muy bajo, la aeronave estará limitada por la velocidad de pérdida mínima para su peso. Para un índice de costo muy alto, la velocidad máxima de la aeronave estará limitada por otros factores como el empuje del motor y el Mach buffer.

En presencia de viento de cola, la velocidad aerodinámica ECON puede reducirse para aprovechar el viento de cola, mientras que en presencia de viento de frente, la velocidad ECON aumentará para evitar la penalización del viento de frente. ^{[ 12 ]} En presencia de viento de cola, la velocidad LRC puede producir un mayor consumo de combustible que ECON. ^{[ 9 ]} A medida que la aeronave consume combustible, su peso disminuye y la velocidad ECON disminuye. Esto se debe a que una aeronave más pesada debe volar más rápido para generar la sustentación requerida con el coeficiente de sustentación más eficiente . La velocidad ECON también será mayor a mayor altitud porque la densidad del aire es menor.

En las aeronaves de hélice, la resistencia aerodinámica se minimiza cuando se maximiza la relación sustentación-resistencia . Sin embargo, la velocidad para lograr esto generalmente se considera demasiado baja, por lo que las aeronaves de hélice suelen volar a una velocidad de crucero significativamente mayor. ^{[ 13 ]} Los motores de combustión tienen un nivel óptimo de eficiencia para el consumo de combustible y la potencia de salida. ^{[ 14 ]} Generalmente, los motores de pistón de gasolina son más eficientes entre la velocidad de ralentí y el 30 % menos de la potencia máxima. Los diésel son más eficientes alrededor del 90 % de la potencia máxima. ^{[ 15 ]}

A medida que la aeronave consume combustible, su peso disminuye y la altitud óptima para el ahorro de combustible aumenta. Por motivos de control de tráfico aéreo, generalmente es necesario que una aeronave se mantenga en un nivel de vuelo autorizado . En vuelos de larga distancia, el piloto puede solicitar al control de tráfico aéreo ascender de un nivel de vuelo a uno superior, en una maniobra conocida como ascenso escalonado .

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