Giro de barril

El tonel se llamaba originalmente "voltereta lateral". Fue realizado por primera vez en 1905 por Daniel Maloney . Estaba volando un planeador propiedad de John Joseph Montgomery durante una exhibición, que fue elevado por un globo y luego liberado. Durante esta exhibición en particular, Maloney hizo un giro muy brusco, lo que provocó que las alas se deformaran, realizando la maniobra de forma completamente accidental, pero rápidamente fue imitado por su compañero de vuelo, David Wilke, quien hizo dos toneles seguidos; uno a la izquierda y otro a la derecha. ^{[ 4 ]}

Fuera de las competiciones acrobáticas, el Boeing 367-80 y el prototipo del Concorde fueron sometidos a toneles durante las pruebas. El Boeing 367-80 fue tonelado dos veces por Tex Johnston en una maniobra no autorizada mientras demostraba la aeronave a la Asociación Internacional de Transporte Aéreo sobre el lago Washington , Seattle. El Concorde fue tonelado varias veces por sus pilotos de prueba, incluidos Jean Franchi y Brian Walpole . ^{[ 5 ]} El piloto de pruebas de Avro, Roly Falk, toneló el Avro Vulcan durante una exhibición en el Salón Aeronáutico de Farnborough de 1955, ganando altura durante la maniobra. ^{[ 6 ]}

Richard Russell , un agente de servicios en tierra sin experiencia de pilotaje, realizó un tonel en 2018 tras robar un Horizon Air De Havilland Canada Dash 8-400 del Aeropuerto Internacional de Seattle-Tacoma . Tras completar con éxito el tonel, estrelló intencionadamente la aeronave en la escasamente poblada isla Ketron en Puget Sound , muriendo él solo. ^{[ 7 ]}

Para realizar un tonel en su forma más pura, desde la perspectiva del piloto, se puede pensar mejor como un giro alrededor de un punto en el horizonte que está a 45 grados de la trayectoria de vuelo. ^{[ 8 ]} Partiendo de un vuelo nivelado, el piloto normalmente elegirá dicho punto en el horizonte como referencia, que normalmente se encuentra entre la nariz y la punta del ala, fuera de la ventanilla lateral (si el avión tiene ventanillas laterales). Este punto puede ser cualquier cosa en esa área, como un lago lejano, la cima de una montaña o una nube. El piloto entonces tirará de la palanca hacia atrás, haciendo que el avión ascienda brevemente. Cuando la nariz pasa por el horizonte, el piloto comienza a aplicar entrada de alerones , lo que se logra moviendo suavemente la palanca hacia la derecha o hacia la izquierda. Mientras el avión gira, continuará cabeceando en la dirección del vector de sustentación . El piloto deberá controlar cuidadosamente la velocidad de giro, manteniendo la nariz a 45 grados del punto de referencia en el horizonte mientras la nariz traza un círculo alrededor de este punto. Algunos aviones pueden requerir el uso del timón de dirección , mientras que la mayoría de los aviones de alta potencia solo necesitarán ser guiados por los alerones y el elevador . ^{[ 9 ]}

Cuando la aeronave haya girado 90 grados y las alas estén verticales, el morro debe estar inclinado unos 45 grados directamente sobre el punto de referencia. A medida que el avión continúa girando boca abajo, comenzará a nivelarse y el horizonte parecerá elevarse hasta encontrarse con el morro. En la posición completamente invertida, la aeronave debe estar nivelada y el morro debe seguir a 45 grados a un lado del punto de referencia, lo que la sitúa a 90 grados de la trayectoria de vuelo original. A medida que el morro desciende por el horizonte, el piloto puede necesitar reducir la presión del elevador para evitar la pérdida de altitud contrarrestando la fuerza de la gravedad y la pérdida de sustentación. Manteniendo el morro a 45 grados del punto de referencia, el avión debería nivelarse siguiendo la misma trayectoria de vuelo y a la misma altitud a la que comenzó la maniobra. Si se realiza correctamente, el punto de referencia debería parecer permanecer en una posición bastante estacionaria, en relación con el avión, mientras el horizonte gira a su alrededor. ^{[ 10 ]}

El término tonel, por sí solo, se refiere con mayor frecuencia a un giro helicoidal alrededor de una trayectoria de vuelo recta, cuyo propósito es disminuir la velocidad de avance relativa (desplazamiento hacia adelante) de la aeronave. Esto puede ayudar a un defensor a obligar a un atacante, que generalmente se encuentra detrás del defensor, a adelantarse, lo que se conoce como sobrepaso . También puede ayudar a un atacante a evitar un sobrepaso. Esto a menudo obliga a ambos aviones a continuar mediante una serie de giros conocida como maniobra de tijera rodante . El tonel también se utiliza con frecuencia para comprobar los puntos ciegos mientras se mantiene una trayectoria de vuelo estable.

Giro de barril de alta gravedad

Un tonel de alta gravedad es una maniobra defensiva de último recurso, realizada cuando el atacante ha logrado una solución de disparo adecuada. La maniobra se realiza cuando el atacante está muy cerca y un tonel realizado por el defensor puede provocar un sobrepaso. La maniobra comienza reduciendo la potencia del motor, extendiendo los frenos aerodinámicos o girando bruscamente para inducir un sobrepaso. Luego, se ejecuta aplicando una presión excesiva sobre el elevador y una fuerte entrada de timón durante el tonel para facilitar el giro. El cambio repentino en la velocidad relativa hacia adelante puede hacer que un atacante sorprendido vuele delante del defensor. Dependiendo de la situación, un tonel de alta gravedad puede realizarse "por encima", comenzando el tonel como un tonel normal. También puede realizarse "por debajo", realizando un medio tonel de alerones hasta la posición invertida y comenzando el tonel boca abajo. ^{[ 12 ]}

Existen diversas maniobras que pueden describirse como giros de desplazamiento. Un giro de desplazamiento es un tonel que mueve la aeronave lateralmente, desviándola de su trayectoria de vuelo prevista y llevándola a una nueva. Dependiendo de cómo se ejecute, un giro de desplazamiento puede producir un cambio lateral hacia una trayectoria de vuelo paralela, o bien, giros más agresivos pueden utilizarse para reducir el radio de giro .

Al desplazar el caza más hacia el plano vertical, el piloto puede usar la gravedad para ayudar a la aeronave en el rendimiento del giro. En planos geométricos verticales u oblicuos, el giro será mucho más lento en la parte superior y el radio de giro será mucho menor. Por el contrario, el radio de giro será mucho mayor en la parte inferior del giro, pero la velocidad de giro será mayor. ^{[ 13 ]} Los giros de desplazamiento aprovechan al máximo esta asistencia proporcionada por la gravedad. Al desplazar el caza más hacia el plano vertical, el piloto puede controlar la velocidad de alabeo y la guiñada para proporcionar una reducción brusca en el radio de giro, lo que ayuda al atacante a evitar un sobrepaso y a permanecer dentro del giro del defensor. Este giro de desplazamiento, también llamado "rollaway", utiliza la geometría de tres dimensiones al realizar un medio tonel hacia la posición invertida, luego realizar la segunda mitad de un loop con muy poco alabeo, manteniendo el vector de sustentación alineado con el defensor mientras la aeronave invierte la dirección. ^{[ 14 ]}

Rollo de toldo

El tonel es la forma más sencilla de tonel de desplazamiento. Se utiliza para proporcionar desplazamiento lateral manteniendo la dirección original. La maniobra comienza como un tonel normal, pero cuando el avión está casi invertido, el piloto coloca los elevadores y los alerones cerca de la posición neutra. Esto, llamado "descarga", permite que la aeronave invertida vuele momentáneamente en un arco bastante recto. Cuando el piloto ha logrado suficiente desplazamiento lateral, continúa con la segunda mitad del tonel.

Este tipo de giro se denomina giro de cabina porque se utiliza a menudo para que las aeronaves cambien de posición rápidamente, girando sobre un avión y descendiendo por el otro lado. Los giros de cabina se utilizan frecuentemente en combate para desplazar al atacante con respecto a la trayectoria de vuelo del defensor. Un atacante que sigue al defensor por dentro en su giro puede necesitar desplazar su aeronave hacia el exterior de dicho giro para evitar un sobrepaso. Del mismo modo, si sigue al defensor por fuera de su giro, si este es mucho más maniobrable, el atacante podría ser incapaz de elevar el morro hasta una posición de disparo adecuada. Mediante un giro de cabina, el atacante puede desplazar la aeronave lateralmente, alejándola de la trayectoria de vuelo del defensor. Esto provocará que las trayectorias de ambos aviones se crucen, utilizando la geometría para modificar la puntería del atacante. Los giros de cabina suelen ser utilizados por el atacante cuando el defensor invierte el giro, lo que le permite seguir la inversión manteniendo la posición relativa correcta. ^{[ 15 ]}  La película de combate aéreo ambientada en la Primera Guerra Mundial de 1966, The Blue Max, muestra un giro de cabina realizado por uno de los dos pilotos de la Luftstreitkräfte alemana (los personajes de Bruno Stachel y Willi von Klugermann), ambos volando cazas Fokker Dr.I , justo antes de la trágica secuencia de vuelo "temerario" bajo un puente en la película. ^{[ 16 ]}

Desplazamiento de retardo

Un tonel de desplazamiento retardado , o "tornel retardado", ayuda a mejorar la posición de disparo de la aeronave atacante y a aumentar el alcance. El atacante realiza el tonel durante una persecución con giro brusco, girando tanto hacia arriba como alejándose del giro. Generalmente se realiza un poco más lento que un tonel de desplazamiento normal, lo que permite al atacante lograr la reducción adecuada del radio de giro sobre el giro del defensor o justo fuera de él. Al completar el tonel, cuando el vector de sustentación de la aeronave apunta directamente al enemigo, el piloto tira de la palanca de mando hacia atrás, reingresando al giro con la capacidad de lograr una mejor posición de disparo. ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

Una maniobra que se asemeja mucho a un tonel cerrado es el tonel de timón. El tonel de timón se diferencia del tonel en que la presión sobre la palanca de mando (elevador) suele ser muy alta y los alerones se mantienen en posición neutra durante toda la maniobra. En cambio, el tonel se produce creando un deslizamiento lateral mediante la aplicación combinada del timón y el elevador. La aeronave girará en la dirección del timón. Esto provocará un deslizamiento lateral durante el tonel, manteniendo el morro apuntando con un ángulo muy pequeño respecto a la trayectoria de vuelo. La aeronave parecerá deslizarse casi lateralmente en un ángulo leve a lo largo de una trayectoria helicoidal muy estrecha, más parecida a un tubo imaginario que a un tonel.

La velocidad de alabeo de un giro del timón está directamente relacionada con el ángulo de ataque y el número de Mach . Cuanto mayor sea la velocidad y el ángulo de ataque, más rápido se producirá el giro. El giro tenderá a ser más efectivo si se tira de la palanca de mando hacia atrás hasta el punto de turbulencia (la que precede a la entrada en pérdida), y a menudo hasta el máximo que permitan los elevadores.

El tonel suele ser más controlable que un tonel y puede realizarse a velocidades de tonel mucho mayores, pero generalmente debe realizarse a velocidades muy altas para producir la cantidad de energía necesaria para mantener el deslizamiento durante todo el tonel. Generalmente es más efectivo a velocidades de combate que un tonel debido a la menor efectividad de la autoridad de los alerones a velocidades más altas. ^{[ 22 ]} El tonel es una maniobra básica utilizada por los misiles aire-aire y superficie-aire para proporcionar correcciones de rumbo en vuelo, lo que a menudo les da una trayectoria de vuelo de apariencia errática que oscila alrededor de la trayectoria de su objetivo. ^{[ 23 ]}