Giro (aerodinámica)

En dinámica de vuelo , una barrena es una categoría especial de pérdida que resulta en autorrotación (balanceo no controlado) alrededor del eje longitudinal de la aeronave y una trayectoria descendente poco profunda y giratoria, aproximadamente centrada en un eje vertical. ^{[ 1 ]} Las barrenas pueden iniciarse intencional o involuntariamente, desde cualquier actitud de vuelo si la aeronave tiene suficiente guiñada mientras se encuentra en el punto de pérdida. ^{[ 2 ]} En una barrena normal, el ala del interior del giro entra en pérdida mientras que el ala exterior permanece en vuelo. Es posible que ambas alas entren en pérdida, pero el ángulo de ataque de cada ala, y por consiguiente su sustentación y resistencia , son diferentes. ^{[ 3 ]}

En cualquiera de estas situaciones, la aeronave entra en autorrotación hacia el ala que entra en pérdida debido a su mayor resistencia aerodinámica y la consiguiente pérdida de sustentación. Las barrenas se caracterizan por un ángulo de ataque elevado, una velocidad aerodinámica inferior a la de pérdida en al menos un ala y un descenso poco pronunciado. La recuperación y la prevención de un accidente pueden requerir una serie de acciones específicas y poco intuitivas.

Un giro difiere de una picada en espiral , en la que ninguna de las alas entra en pérdida y que se caracteriza por un ángulo de ataque bajo y una alta velocidad aerodinámica. Una picada en espiral no es un tipo de giro porque ninguna de las alas entra en pérdida. En una picada en espiral, la aeronave responde de forma convencional a las acciones del piloto sobre los controles de vuelo, y la recuperación de una picada en espiral requiere un conjunto de acciones diferente al necesario para recuperarse de un giro. ^{[ 2 ]}

En los primeros años de la aviación, a un giro se le solía llamar "giro de cola". ^{[ 4 ]}

Muchos tipos de aviones entran en barrena solo si el piloto guiña y entra en pérdida simultáneamente (intencional o involuntariamente). ^{[ 5 ]} En estas circunstancias, un ala entra en pérdida, o entra en pérdida más profundamente que la otra. El ala que entra en pérdida primero desciende, aumentando su ángulo de ataque y profundizando la pérdida. ^{[ 6 ]} Al menos un ala debe estar en pérdida para que se produzca una barrena. La otra ala se eleva, disminuyendo su ángulo de ataque, y la aeronave guiña hacia el ala que está más profundamente en pérdida. La diferencia de sustentación entre las dos alas hace que la aeronave gire, y la diferencia de resistencia hace que la aeronave continúe guiñando.

El diagrama de características de giro ^{[ 7 ]} que se muestra en esta sección es típico de una aeronave con una relación de aspecto moderada o alta y poca o ninguna flecha hacia atrás, lo que da lugar a un movimiento de giro que es principalmente de alabeo con guiñada moderada. Para un ala en flecha de baja relación de aspecto con una inercia de guiñada y cabeceo relativamente grande, el diagrama será diferente e ilustrará un predominio de la guiñada. ^{[ 7 ]}

Un escenario común que puede provocar una entrada en barrena involuntaria es un giro descoordinado y con deslizamiento hacia la pista durante la secuencia de aterrizaje. Un piloto que se pasa del giro en la aproximación final puede verse tentado a aplicar más timón para aumentar la velocidad de giro. El resultado es doble: la nariz del avión cae por debajo del horizonte y el ángulo de alabeo aumenta debido al giro del timón. Reaccionando a estos cambios involuntarios, el piloto comienza a tirar del elevador hacia atrás (aumentando así el ángulo de ataque y el factor de carga) mientras aplica el alerón opuesto para disminuir el ángulo de alabeo.

Llevado al extremo, esto puede resultar en un giro descoordinado con un ángulo de ataque suficiente para provocar la entrada en pérdida de la aeronave. Esto se denomina entrada en pérdida por control cruzado y es muy peligroso si ocurre a baja altitud, donde el piloto tiene poco tiempo para recuperarse. Para evitar este escenario, los pilotos aprenden la importancia de realizar siempre giros coordinados. Pueden optar por realizar el giro final antes y con menor inclinación para evitar sobrepasar la línea central de la pista y proporcionar un mayor margen de seguridad. Los aviones ligeros monomotor certificados deben cumplir criterios específicos con respecto al comportamiento en pérdida y barrena. Las barrenas a menudo se realizan intencionalmente para entrenamiento, pruebas de vuelo o acrobacias aéreas.

En las aeronaves capaces de recuperarse de una barrena, esta tiene cuatro fases. ^{[ 8 ]} A baja altitud, la recuperación de la barrena también puede ser imposible antes de impactar contra el terreno, lo que hace que las aeronaves que vuelan a baja altitud y a baja velocidad sean especialmente vulnerables a los accidentes relacionados con barrenas.

• Entrada: El avión entra en pérdida al exceder el ángulo de ataque crítico del ala , mientras se permite que la aeronave guiñe , o al inducir guiñada con un vuelo descoordinado por deslizamiento iniciado por el timón . ^{[ 9 ]}
• Vibraciones: En el ángulo de ataque crítico, la capa límite del flujo de aire comienza a separarse del perfil aerodinámico del ala, lo que provoca una pérdida de sustentación y, como consecuencia, oscilaciones de las superficies de control debido al flujo de aire turbulento.
• Salida: La aeronave ya no puede mantener un vuelo estable en estado de pérdida y se desvía de su trayectoria de vuelo original.
• Giro posterior a la pérdida de sustentación: la aeronave comienza a girar sobre sus tres ejes, la inclinación del morro puede disminuir o, en algunos casos, aumentar, la aeronave comienza a guiñar y un ala cae.

Los giros se pueden clasificar utilizando los siguientes descriptores:

• Incipiente: al estar el ala interior en pérdida más profundamente que el ala que avanza, predominan los movimientos de alabeo y guiñada.
• Desarrollado: La velocidad de rotación, la velocidad aerodinámica y la velocidad vertical de la aeronave se estabilizan. Un ala entra en pérdida más profundamente que la otra a medida que la aeronave gira hacia abajo siguiendo una trayectoria en espiral . ^{[ 10 ]}
• Recuperación: Con los controles adecuados, la rotación de guiñada se ralentiza o se detiene y la inclinación del morro disminuye, reduciendo así el ángulo de ataque del ala y rompiendo la pérdida. La velocidad aumenta rápidamente con el morro bajo y la aeronave deja de girar. Los controles responden de forma convencional y el avión puede retomar el vuelo normal.

La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos ( NASA ) ha definido cuatro modos diferentes de giro, definidos por el ángulo de ataque del flujo de aire sobre el ala. ^{[ 11 ]}

Durante la década de 1970, la NASA utilizó su túnel de giro en el Centro de Investigación Langley para investigar las características de giro de los diseños de aviones monomotor de aviación general. Se utilizó un modelo a escala 1/11 con nueve diseños de cola diferentes. ^{[ 12 ]}

Algunos diseños de cola que causaban características de giro inapropiadas tenían dos modos de giro estables: uno pronunciado o moderadamente pronunciado, y otro moderadamente plano o plano. La recuperación del modo más plano solía ser menos fiable o imposible. Cuando el centro de gravedad estaba más hacia atrás, el giro era más plano y la recuperación menos fiable. ^{[ 13 ]} Para todas las pruebas, el centro de gravedad del modelo estaba al 14,5 % de la cuerda aerodinámica media (MAC) o al 25,5 % de la MAC. ^{[ 14 ]}

Los aviones monomotor certificados en la categoría normal deben demostrar que se recuperan de una barrena de al menos una vuelta, mientras que los aviones monomotor certificados en la categoría utilitaria deben demostrar una barrena de seis vueltas que no sea irrecuperable en ningún momento durante la misma debido a la acción del piloto o a las características aerodinámicas. ^{[ 15 ]} La NASA recomienda varias configuraciones de cola y otras estrategias para eliminar el modo de barrena más plano y hacer que la recuperación del modo más pronunciado sea más fiable. ^{[ 16 ]}

En los albores de la aviación, las barrenas eran poco comprendidas y a menudo fatales. Se desconocían los procedimientos de recuperación adecuados, y el instinto del piloto de tirar de la palanca de mando solo empeoraba la situación. Por ello, la barrena se ganó la reputación de ser un peligro impredecible que podía arrebatar la vida a un aviador en cualquier momento, y contra el cual no existía defensa. En los inicios de la aviación, los pilotos individuales exploraban las barrenas mediante experimentos improvisados ​​(a menudo accidentales), y los aerodinamistas estudiaban el fenómeno. Lincoln Beachey era capaz de salir de las barrenas a voluntad, según Harry Bruno en Alas sobre América (1944).

En agosto de 1912, el teniente Wilfred Parke RN se convirtió en el primer aviador en recuperarse de una barrena accidental cuando su biplano Avro Tipo G entró en barrena a 210 m (700 pies ) sobre el nivel del suelo en el circuito de tráfico de Larkhill . Parke intentó recuperarse de la barrena aumentando la velocidad del motor, tirando de la palanca de mando y girando hacia la barrena, sin éxito. La aeronave descendió 140 m (450 pies ) , y los observadores horrorizados esperaban un accidente fatal. Aunque incapacitado por las fuerzas centrífugas, Parke aún buscaba una salida. En un esfuerzo por neutralizar las fuerzas que lo sujetaban contra el lado derecho de la cabina, aplicó el timón de dirección completamente a la derecha, y la aeronave se niveló a 15 m (50 pies ) ^{[ 17 ]} sobre el suelo. Con la aeronave ahora bajo control, Parke ascendió, realizó otra aproximación y aterrizó a salvo.   

A pesar del descubrimiento de la "técnica de Parke", los procedimientos de recuperación de barrenas no formaron parte de la rutina del entrenamiento de pilotos hasta bien entrada la Primera Guerra Mundial. El primer caso documentado de barrena intencional y recuperación es el de Harry Hawker . ^{[ 18 ] [ 19 ]} En el verano de 1914, Hawker se recuperó de una barrena intencional sobre Brooklands , Inglaterra, centralizando los controles. El aviador ruso Konstantin Artseulov , tras descubrir de forma independiente una técnica de recuperación, algo diferente a la de Parke y Hawker, en el frente, la demostró en una espectacular exhibición sobre el aeródromo de la escuela de vuelo de Kacha el 24 de septiembre de 1916, haciendo entrar intencionalmente su Nieuport 21 en barrena y recuperándose de ella dos veces. ^{[ 20 ]} Posteriormente, Artseulov, entonces instructor en la escuela, enseñó esta técnica a todos sus alumnos, difundiéndola rápidamente entre los aviadores rusos y más allá. ^{[ 21 ]}

En 1917, el físico inglés Frederick Lindemann llevó a cabo una serie de experimentos en un BE2E ^{[ 22 ]} que condujeron a la primera comprensión de la aerodinámica del giro. En Gran Bretaña, a partir de 1917, los instructores de vuelo de la Escuela de Vuelo Especial de Gosport enseñaban de forma rutinaria los procedimientos de recuperación de giro, mientras que en Francia, en la Escuela de Acrobacia y Combate, los estadounidenses que se habían ofrecido como voluntarios para servir en la famosa Escuadrilla Lafayette estaban aprendiendo en julio de 1917 a hacer lo que los franceses llamaban una vrille . ^{[ 23 ]}

Durante las décadas de 1920 y 1930, antes de que los instrumentos de vuelo nocturno estuvieran ampliamente disponibles en las aeronaves pequeñas, a menudo se instruía a los pilotos para que entraran en barrena deliberadamente y así evitar la mucho más peligrosa espiral del cementerio cuando se veían repentinamente envueltos en nubes, perdiendo así la referencia visual del suelo. En casi todos los casos, la capa de nubes termina por encima del nivel del suelo, lo que le da al piloto una oportunidad razonable de recuperarse de la barrena antes de estrellarse.

Actualmente, el entrenamiento en barrenas no es un requisito para obtener la licencia de piloto privado en Estados Unidos; además, la mayoría de las aeronaves de entrenamiento llevan la leyenda "barrenas intencionales prohibidas". Algunos modelos de Cessna 172 están certificados para barrenas, aunque puede resultar difícil entrar en una. Generalmente, el entrenamiento en barrenas se realiza en un curso de recuperación de actitudes inusuales o como parte de una habilitación para acrobacias aéreas (aunque no todos los países exigen entrenamiento en acrobacias aéreas). Sin embargo, comprender y poder recuperarse de las barrenas es una habilidad que un piloto de ala fija puede aprender por seguridad. Se imparte habitualmente como parte del entrenamiento en planeadores , ya que estos suelen operar a baja velocidad, lo que les permite estar cerca de la pérdida de sustentación durante los giros. Por este motivo, en Estados Unidos, la demostración de entrada y recuperación de barrenas sigue siendo un requisito para la certificación de instructor de planeadores. Asimismo, antes de obtener sus certificaciones iniciales, tanto los instructores de avión como los de planeador necesitan una anotación en su bitácora de competencia en entrenamiento en barrenas, la cual, según el Reglamento Federal de Aviación 61.183(i), puede ser otorgada por otro instructor. ^{[ 24 ]} En Canadá, las barrenas son un ejercicio obligatorio para obtener las licencias de piloto privado y comercial; los candidatos al permiso de piloto recreativo canadiense (un nivel por debajo de la licencia de piloto privado) deben realizar una pérdida de sustentación y caída de alas (el comienzo mismo de la entrada a una barrena) y deben recuperarse de una pérdida de sustentación y caída de alas como parte del entrenamiento. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

Algunas aeronaves no pueden recuperarse de una barrena utilizando únicamente sus superficies de control de vuelo y, bajo ninguna circunstancia, deben entrar en barrena. Si una aeronave no está certificada para la recuperación de barrenas, se debe asumir que las barrenas son irreversibles y peligrosas en dicha aeronave. Durante las pruebas y la certificación de las aeronaves para barrenas y su recuperación, se utilizan equipos de seguridad importantes, como paracaídas de recuperación de pérdida/barrena , que generalmente no se instalan en aeronaves de producción.

Los procedimientos de entrada en barrena varían según el tipo y modelo de aeronave, pero existen procedimientos generales aplicables a la mayoría. Estos incluyen reducir la potencia al ralentí y elevar simultáneamente el morro para inducir una pérdida vertical. Luego, a medida que la aeronave se aproxima a la pérdida, se aplica el timón de dirección al máximo en la dirección de barrena deseada, manteniendo la presión máxima sobre el elevador hacia atrás para lograr una barrena vertical. En ocasiones, se aplica un movimiento de alabeo en la dirección opuesta al timón de dirección (es decir, un control cruzado).

Si el fabricante de la aeronave proporciona un procedimiento específico para la recuperación de barrenas, se debe utilizar dicho procedimiento. De lo contrario, para recuperarse de una barrena vertical, se puede utilizar el siguiente procedimiento genérico: Primero se reduce la potencia a ralentí y se neutralizan los alerones. Luego, se aplica y mantiene el timón de dirección completamente opuesto (es decir, en contra de la guiñada) para contrarrestar la rotación de la barrena, y se mueve el control del elevador rápidamente hacia adelante para reducir el ángulo de ataque por debajo del ángulo crítico . Dependiendo del avión y del tipo de barrena, la acción del elevador podría ser una entrada mínima antes de que cese la rotación, o en otros casos el piloto puede tener que mover el control del elevador a su posición completamente hacia adelante para efectuar la recuperación de la barrena vertical. Una vez que la rotación se ha detenido, se debe neutralizar el timón de dirección y volver al avión al vuelo nivelado. Este procedimiento a veces se denomina PARE , por Potencia en ralentí, Alerones neutrales, Timón de dirección opuesto a la barrena y mantenido, y Elevador en neutral.

La regla mnemotécnica "PARE" simplemente refuerza las acciones de recuperación de barrena estándar de la NASA, probadas y comprobadas: las mismas acciones prescritas por primera vez por la NACA en 1936, verificadas por la NASA durante un programa intensivo de pruebas de barrena que duró una década y se extendió durante las décadas de 1970 y 1980, y recomendadas repetidamente por la FAA e implementadas por la mayoría de los pilotos de prueba durante las pruebas de certificación de barrena de aviones ligeros.

El giro invertido y el giro vertical son dinámicamente muy similares y requieren esencialmente el mismo proceso de recuperación, pero utilizan un control de elevador opuesto. En un giro vertical, tanto el alabeo como la guiñada están en la misma dirección, pero un giro invertido se compone de alabeo y guiñada opuestos. Es crucial contrarrestar la guiñada para lograr la recuperación. El campo visual en un giro típico (a diferencia de un giro plano) está fuertemente dominado por la percepción del alabeo sobre la guiñada, lo que puede llevar a la conclusión errónea y peligrosa de que un giro invertido dado es en realidad un giro vertical en la dirección opuesta a la guiñada (lo que lleva a un intento de recuperación en el que se aplica erróneamente el timón de dirección a favor del giro y luego se agrava aún más al mantener la entrada incorrecta del elevador).

En algunas aeronaves que entran fácilmente en barrena vertical e invertida, como los aviones acrobáticos de alto rendimiento tipo Pitts y Christen Eagle, una técnica alternativa de recuperación de barrena también puede ser efectiva: apagar el motor, soltar la palanca de mando, mover el timón completamente en sentido contrario a la barrena (o, más simplemente, "empujar el pedal del timón que sea más difícil de empujar") y mantenerlo (técnica Mueller/Beggs). Una ventaja de la técnica Mueller/Beggs es que no se requiere saber si la barrena es vertical o invertida durante lo que puede ser un momento muy estresante y desorientador. Si bien este método funciona en un subconjunto específico de aviones aprobados para barrenas, el procedimiento estándar/PARE de la NASA también puede ser efectivo, siempre que se tenga cuidado de asegurar que la barrena no pase simplemente de positiva a negativa (o viceversa) y que se evite una aplicación demasiado rápida del control del elevador, ya que puede causar una obstrucción aerodinámica del timón que hace que el control sea ineficaz y simplemente acelera la barrena. Sin embargo, lo contrario podría no ser cierto: existen muchos casos en los que el método Beggs/Mueller no logra recuperar el control del avión tras la barrena, pero el método estándar de la NASA/PARE la detiene. Antes de que una aeronave entre en barrena, el piloto debe consultar el manual de vuelo para determinar si el tipo de aeronave en cuestión cuenta con técnicas específicas de recuperación de barrena que difieran de la práctica estándar.

Un piloto puede inducir una barrena plana una vez establecida la barrena aplicando el alerón completamente en sentido opuesto a la dirección de rotación; de ahí la necesidad de neutralizar los alerones en la técnica normal de recuperación de barrena. La aplicación de los alerones crea una resistencia inducida diferencial que eleva el morro hacia una actitud de cabeceo nivelado. A medida que el morro se eleva, la cola se aleja del centro de rotación, aumentando el flujo de aire lateral sobre el empenaje. El aumento del flujo lateral a través del estabilizador vertical/timón lo lleva a su ángulo de ataque crítico, provocando la entrada en pérdida. La entrada normal de recuperación con el timón en sentido opuesto aumenta aún más el ángulo de ataque, profundizando la entrada en pérdida de la cola, por lo que la entrada del timón es ineficaz para frenar/detener la rotación. La recuperación se inicia manteniendo el elevador y el timón en la posición de barrena y aplicando el alerón completamente dentro de la barrena. La resistencia diferencial ahora baja el morro, devolviendo el avión a una barrena normal desde la cual se utiliza la técnica PARE para salir de la maniobra.

Aunque las técnicas de entrada son similares, los aviones de combate militares modernos suelen requerir una variación adicional en las técnicas de recuperación de barrena. Si bien la potencia generalmente se reduce al mínimo y el control de cabeceo se neutraliza, el timón de dirección opuesto casi nunca se utiliza. El guiñada adversa creada por las superficies de balanceo (alerones, estabilizadores horizontales diferenciales, etc.) de estos aviones suele ser más eficaz para detener la rotación de la barrena que el timón de dirección, que generalmente queda bloqueado por el ala y el fuselaje debido a la disposición geométrica de los cazas. Por lo tanto, la técnica de recuperación preferida consiste en que el piloto aplique el control de alabeo completo en la dirección de la rotación ( es decir , una barrena a la derecha requiere una entrada de palanca derecha), generalmente recordado como "palanca hacia la barrena". De igual manera, esta aplicación de control se invierte para las barrenas invertidas.

Las características de un avión con respecto a la capacidad de entrar en barrena están significativamente influenciadas por la posición del centro de gravedad . En términos generales, cuanto más adelantado esté el centro de gravedad, menos propenso será el avión a entrar en barrena y más fácil será su recuperación. Por el contrario, cuanto más retrasado esté el centro de gravedad, más propenso será el avión a entrar en barrena y más difícil será su recuperación. En cualquier avión, los límites delantero y trasero del centro de gravedad están cuidadosamente definidos. En algunos aviones aprobados para realizar barrenas intencionadas, el límite trasero en el que se pueden intentar las barrenas no es tan retrasado como el límite trasero para el vuelo general.

No se debe intentar realizar giros intencionados a la ligera, y la precaución más importante antes del vuelo es asegurarse de que el centro de gravedad del avión se encuentre dentro del rango aprobado para giros intencionados. Por este motivo, los pilotos deben determinar primero la tendencia del avión antes de entrar en pérdida. Si la tendencia es a cabecear hacia abajo (con la nariz pesada) al entrar en pérdida, es probable que la aeronave se recupere por sí sola. Sin embargo, si la tendencia es a cabecear hacia arriba (con la cola pesada) al entrar en pérdida, es probable que la aeronave entre en un giro plano, donde la recuperación de la pérdida se retrasaría o incluso podría ser imposible.

Antes de practicar giros, se recomienda determinar la tendencia a la pérdida de sustentación de la aeronave mediante una prueba de cabeceo. Para ello, reduzca lentamente la potencia al ralentí y observe hacia dónde se inclina el morro. Si se inclina hacia abajo, la aeronave puede recuperarse de la pérdida. Si se inclina hacia arriba, la recuperación será difícil o imposible. La prueba de cabeceo debe realizarse justo antes de ejecutar una maniobra de giro.

Si el centro de gravedad del avión está detrás del límite posterior aprobado para giros, cualquier giro puede resultar irrecuperable excepto mediante el uso de algún dispositivo especial de recuperación de giros, como un paracaídas de recuperación de giros instalado especialmente en la cola del avión; ^{[ 27 ]} o mediante el lanzamiento de lastre especialmente instalado en la cola del avión.

Algunos aviones de la Segunda Guerra Mundial eran conocidos por su propensión a entrar en barrena cuando se cargaban incorrectamente; por ejemplo, el Bell P-39 Airacobra . El P-39 tenía un diseño inusual, con el motor detrás del asiento del piloto y un gran cañón en la parte delantera. Los pilotos soviéticos realizaron numerosas pruebas con el P-39 y pudieron demostrar su peligrosa tendencia a entrar en barrena.

Los aviones de combate modernos no son inmunes al fenómeno de las barrenas irrecuperables. Otro ejemplo de barrena irrecuperable ocurrió en 1963, con Chuck Yeager a los mandos del híbrido cohete-reactor NF-104A : durante su cuarto intento de establecer un récord de altitud, Yeager perdió el control y entró en barrena, tras lo cual se eyectó y sobrevivió. Por otro lado, el caso del bombardero Cornfield fue un ejemplo en el que la eyección del piloto desplazó el centro de gravedad lo suficiente como para permitir que la aeronave, ahora vacía, se recuperara de la barrena y aterrizara por sí sola.

En aeronaves acrobáticas diseñadas específicamente para ello, los giros pueden aplanarse intencionalmente mediante la aplicación de potencia y alerones dentro de un giro normal. Las velocidades de rotación experimentadas son dramáticas y pueden superar los 400 grados por segundo en una actitud que incluso puede tener la nariz por encima del horizonte. Tales maniobras deben realizarse con el centro de gravedad en el rango normal y con el entrenamiento adecuado, y se debe tener en cuenta la extrema fuerza giroscópica generada por la hélice y ejercida sobre el cigüeñal. El Libro Guinness de los Récords registra el mayor número de giros planos invertidos consecutivos en 98, establecido por Spencer Suderman el 20 de marzo de 2016, volando una variante experimental del Pitts S-1 denominada Sunbird S-1x. ^{[ 28 ]} Suderman partió de una altitud de 24 500 pies (7500 m) y se recuperó a 2000 pies (610 m) . ^{[ 29 ]}    

Por seguridad, todas las aeronaves monomotor de ala fija certificadas , incluidos los planeadores certificados , deben cumplir con criterios específicos en cuanto al comportamiento de pérdida y barrena. Los diseños que cumplen con estos criterios suelen tener un ala con un ángulo de ataque mayor en la raíz que en la punta, de modo que la raíz entra en pérdida primero, reduciendo la gravedad de la caída del ala durante la pérdida y posiblemente permitiendo también que los alerones sigan siendo algo efectivos hasta que la pérdida se propague hacia la punta del ala. Un método para adaptar dicho comportamiento de pérdida se conoce como lavado . Algunos diseñadores de aeronaves recreativas buscan desarrollar una aeronave que sea característicamente incapaz de entrar en barrena, incluso en una pérdida descoordinada .

Algunos aviones han sido diseñados con ranuras fijas en el borde de ataque . Cuando estas ranuras se ubican delante de los alerones, ofrecen una fuerte resistencia a la entrada en pérdida e incluso pueden impedir que el avión entre en barrena.

Los sistemas de control de vuelo de algunos planeadores y aeronaves recreativas están diseñados de tal manera que, cuando el piloto mueve el elevador casi hasta su posición completamente hacia atrás, como en vuelos a baja velocidad y con un ángulo de ataque elevado , los bordes de fuga de ambos alerones se elevan ligeramente de forma automática, reduciendo así el ángulo de ataque en las regiones exteriores de ambas alas. Esto conlleva un aumento del ángulo de ataque en las regiones interiores (centrales) del ala y favorece la entrada en pérdida de estas regiones mucho antes que las puntas de las alas.

La Parte 23 de las Regulaciones Federales de Aviación (FAA) es un estándar de certificación estadounidense para aviones civiles con un peso máximo de despegue de hasta 5700 kg (12 500 lb) , aplicable a aviones de las categorías normal, utilitaria y acrobática. La Parte 23, §23.221, exige que los aviones monomotor demuestren su capacidad de recuperación tras una barrena de una vuelta si las barrenas intencionales están prohibidas, o tras seis vueltas si están aprobadas. Incluso los aviones monomotor grandes de pasajeros, como el Cessna Caravan, deben someterse a barrenas de una vuelta realizadas por un piloto de pruebas y demostrar repetidamente su capacidad de recuperación en no más de una vuelta adicional. Para un número reducido de tipos de aviones, la FAA ha determinado un nivel de seguridad equivalente (ELOS, por sus siglas en inglés), por lo que no es necesaria la demostración de una barrena de una vuelta. Por ejemplo, esto se ha hecho con el Cessna Corvalis y el Cirrus SR20/22 . La demostración exitosa de la barrena de una vuelta no garantiza la aprobación del avión para realizar barrenas intencionales. Para que un avión sea homologado para realizar giros intencionados, un piloto de pruebas debe someterlo repetidamente a un giro de seis vueltas y demostrar la recuperación en una vuelta y media adicional. Las pruebas de giro son un ejercicio potencialmente peligroso, y la aeronave de prueba debe estar equipada con algún dispositivo de recuperación, como un paracaídas de cola, lastre eyectable o algún método para desplazar rápidamente el centro de gravedad hacia adelante.  

Los aviones agrícolas suelen certificarse en la categoría normal con un peso moderado. Para los aviones monomotor, esto requiere una demostración exitosa de la barrena en una sola vuelta. Sin embargo, con la tolva agrícola llena, estos aviones no están diseñados para entrar en barrena, y la recuperación es improbable. Por esta razón, con pesos superiores al máximo para la categoría normal, estos aviones no se someten a pruebas de barrena y, en consecuencia, solo pueden certificarse en la categoría restringida. Como ejemplo de un avión agrícola, véase la serie Cessna AG .

Para facilitar el giro de algunos planeadores con fines de entrenamiento o demostración, el fabricante ofrece un kit de giro.

Muchos aviones de entrenamiento pueden parecer resistentes a entrar en barrena, aunque algunos están diseñados y certificados específicamente para ello. Un ejemplo conocido de un avión diseñado para entrar en barrena fácilmente es el Piper Tomahawk , que está certificado para barrenas, si bien sus características de barrena siguen siendo objeto de controversia. ^{[ 30 ]} Los aviones que no están certificados para barrenas pueden ser difíciles o imposibles de recuperar una vez que la barrena supera el estándar de certificación de un giro.

Aunque el giro en barrena se ha eliminado de la mayoría de los cursos de entrenamiento de vuelo , algunos países aún requieren entrenamiento en recuperación de barrenas. Estados Unidos exige entrenamiento en barrenas para los candidatos a instructores de vuelo civiles y pilotos militares. ^{[ 31 ]} Una barrena ocurre solo después de una pérdida de sustentación , por lo que la FAA enfatiza el entrenamiento de los pilotos en el reconocimiento, la prevención y la recuperación de pérdidas de sustentación como un medio para reducir los accidentes debidos a pérdidas de sustentación o barrenas involuntarias. ^{[ 32 ]}

Para los inexpertos, entrar en barrena suele ser intimidante; sin embargo, muchos pilotos entrenados en la entrada y recuperación de barrenas consideran que la experiencia les aporta conciencia y confianza. Durante una barrena, los ocupantes del avión solo experimentan gravedad reducida durante la fase de entrada y luego la gravedad normal, salvo que la inclinación extrema del morro hacia abajo los presiona contra sus arneses de seguridad. La rápida rotación, combinada con la inclinación del morro hacia abajo, produce un efecto visual llamado flujo terrestre que puede resultar desorientador.

El procedimiento de recuperación tras una barrena requiere usar el timón de dirección para detener la rotación, luego el elevador para reducir el ángulo de ataque y evitar la pérdida, y finalmente salir del picado sin exceder la velocidad aerodinámica máxima permitida ( VNE ) ni la carga G máxima . La carga G máxima para un avión ligero de categoría normal suele ser de 3,8  G. Para un avión ligero de categoría acrobática, suele ser de al menos 6  G.

• Hoja que cae : una maniobra posterior a la pérdida de sustentación y previa al giro.

• Vídeos de giros narrados en Cessna y Pitts realizados por Spencer Suderman.
• Estacionamientos y giros
• Giro de 60 vueltas en un Cessna 152. Archivado el 9 de mayo de 2008 en Wayback Machine.
• Vídeo de un trompo en un Cessna 152
• Vídeos narrados en vuelo de todos los modos de giro grabados desde un avión acrobático Extra 300.