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Principios de vuelo · tema 12

Límites operativos de la aeronave

12 conceptos78 preguntas24 % de fallo medioLectura: 9 min
En 30 segundos
  • La envolvente tiene dos fronteras: la pérdida y la estructura, que pone el límite de carga y la VNE.
  • A Va o menos, un tirón a fondo acaba en pérdida, no en rotura. Con menos masa la Va baja; con la altitud no cambia.
  • Blanco VS0–VFE, verde VS1–VNO, amarillo solo con aire en calma y raya roja en la VNE. La Va no tiene marca.
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La envolvente de vuelo y la velocidad de maniobra

Envolvente de vuelo en 3DAvión de ejemplo: 450 kg · VS1 65 km/h · límites +4 / −2 g · lado negativo: forma de ejemplo, diagrama simplificado
Azul: envolvente · ámbar: solo aire en calma · paredes rojas: pérdida y estructura
Factor de carga
+4,0 g
Máx. sin pérdida
+4,0 g
Límite
+4 / −2 g
Estado
Dentro
130 km/h
Va 130 · VNO 200 · VNE 250 km/h.
+4,0 g
Tirón (positivo) o empujón (negativo) de la palanca.

A 130 km/h el ala puede dar hasta +4,0 g antes de entrar en pérdida, porque el máximo crece con el cuadrado de la velocidad: (130 / 65)². Estás dentro de la envolvente. A Va (130) o menos, ningún tirón a fondo pasa de +4 g: antes llega la pérdida.

Envolvente de vuelodiagrama V–n
Conjunto de combinaciones de velocidad y factor de carga en las que el avión vuela sin entrar en pérdida y sin pasar sus límites estructurales.
Factor de carga límite+4 / −2 g de ejemplo
El mayor factor de carga, positivo o negativo, que la estructura aguanta sin quedar deformada. Lo da el manual de vuelo.
Carga de roturalímite × 1,5
La que la estructura tiene que aguantar sin romperse: la límite por un factor de seguridad, en general 1,5. Entre una y otra puede quedar dañada.
Velocidad de maniobraVa
Velocidad indicada, con la masa máxima, por debajo de la cual un mando a fondo lleva el ala a la pérdida antes de que la estructura llegue a su límite. Vale Vs × √n.
Velocidad de diseño en picadoVD
La más alta para la que se ha calculado la estructura. La VNE queda por debajo, como mucho al 90 % de ella.
Por qué pasa

El ala tiene un techo de carga: en el ángulo de ataque crítico da su sustentación máxima, que crece con el cuadrado de la velocidad. A 100 km/h, el ala de ejemplo no da más de 2,4 g por mucho que tires: antes entra en pérdida. La estructura tiene otro techo fijo, +4 g. Las dos fronteras se cruzan en la Va: por debajo manda la pérdida; por encima, la estructura.

Esa protección tiene condiciones. La Va se calcula con la masa máxima y para un mando a fondo en un solo eje, una vez. Tirar y alabear a la vez carga más un ala que la otra, y los mandos alternados, repetidos o sumados a una ráfaga pueden romper la estructura por debajo de Va. El factor de carga en viraje está en viraje y factor de carga.

Quédate con
  • Por debajo de Va: pérdida antes que rotura.
  • Va = Vs × √n: con +4 g, el doble de Vs.
  • Va cubre un mando, una vez: ni combinados ni repetidos.
Ejemplo resuelto · ¿pérdida o rotura? (avión de ejemplo)
Datos
VS1 65 km/h con 450 kg · límite +4 g
Va
65 × √4 = 130 km/h
A 100 km/h
(100 / 65)² ≈ 2,4 g → pérdida antes del límite
A 160 km/h
(160 / 65)² ≈ 6,1 g → pasa de +4 g
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La Va con menos masa y en altura

Tirón a fondo en 3DAvión de ejemplo: Va 130 km/h con 450 kg · límite +4 g · escala vertical comprimida
Flecha azul: sustentación · flecha oscura: peso · barra: acelerómetro
Va a esta masa
116 km/h
Va en TAS
131 km/h
Tirón a fondo
+5,0 g
Estado
Sobrecarga
360 kg
Máxima 450 kg.
8.000 ft
Atmósfera estándar.
Tiras a fondo a

Con 360 kg la velocidad de pérdida es 58 km/h y la Va baja a 116 km/h (130 × √(360/450)). Si tiras a fondo a 130 km/h, el ala da 5,0 veces el peso antes de la pérdida: pasas de +4 g. A 8.000 ft el resultado es el mismo, porque la Va es IAS; solo cambia la TAS: 131 km/h.

Masa actual
La del avión en ese vuelo: vacío, ocupantes, equipaje y combustible. La Va del manual es la de la masa máxima.
Va indicadaIAS
La Va se lee en el anemómetro. Depende de la presión dinámica, como la pérdida: no cambia con la altitud ni con la temperatura.
Va verdaderaTAS
Velocidad real respecto al aire cuando vas a la Va indicada. Crece con la altitud y con el calor.
Por qué pasa

Con menos masa, la velocidad de pérdida baja. A la misma velocidad el ala da la misma sustentación máxima, pero la reparte entre menos peso: más g antes de la pérdida. Por eso la Va baja con la masa, con su raíz cuadrada. Si mantienes la Va de la masa máxima, un tirón a fondo puede pasar de +4 g.

La Va es una velocidad indicada. El ala y el anemómetro sienten la misma presión dinámica, así que la pérdida y la carga máxima llegan a la misma IAS a cualquier altitud y temperatura (el porqué está en altitud y viento). Lo que crece es la TAS.

Quédate con
  • Menos masa, menos Va: × √(masa / masa máxima).
  • La Va es IAS: igual a cualquier altitud y temperatura.
  • La Va no tiene marca: búscala en el manual.
Ejemplo resuelto · menos masa y más altura (avión de ejemplo)
Datos
Va 130 km/h con 450 kg · vuelas con 360 kg a 8.000 ft
Masas
360 / 450 = 0,8 → √0,8 ≈ 0,894
Va
130 × 0,894 ≈ 116 km/h IAS a cualquier altitud
TAS
a 8.000 ft, densidad 0,786 → √ ≈ 0,887 → 116 / 0,887 ≈ 131 km/h
Tirón a 130
Vs 65 × 0,894 ≈ 58 → (130 / 58)² ≈ 5,0 g: pasa de +4 g
VelocidadQué protegeCuándo se usa
VaSin marca en el anemómetroLa estructura ante un mando a fondo en un ejeManiobras bruscas y, si el manual no da otra, turbulencia fuerte
Velocidad de penetración en turbulenciaSin marca: en el manualLa estructura ante ráfagas fuertes, sin quedarte cerca de la pérdidaTurbulencia fuerte, si el manual la publica (qué hacer en vuelo)
VNOFin del arco verdeLa estructura ante las ráfagas de diseñoLímite superior del vuelo normal

Regla práctica que usa el banco de preguntas, no normativa: si te dan los arcos y no la Va, una velocidad intermedia del arco verde. En el avión de ejemplo no coincide: entre el fin del blanco (110) y el inicio del amarillo (200) saldría 155, y su Va es 130. Manda el manual.

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Los arcos del anemómetro: VFE, VNO y VNE

Arcos del anemómetro en 3DVelocidades de ejemplo · ráfaga de diseño de las normas: 15,24 m/s hasta VC y 7,62 m/s en VD (CS-23.333); aquí lleva a +4 g justo en VNO
Carril delantero: arco blanco · trasero: verde y amarillo · muro: raya roja
Arco
Amarillo
Carga en flaps
Recogidos
Con la ráfaga
+4,4 g
Margen a VNE
25 km/h
225 km/h
La aguja del anemómetro, en IAS.

Arco amarillo, entre VNO y VNE: solo con aire en calma y mandos suaves. La ráfaga de diseño te lleva a +4,4 g: pasas el límite de +4 g.

Arco blancoVS0 → VFE
Velocidades para volar con flaps: desde la pérdida con flaps de aterrizaje hasta la máxima con flaps.
Arco verdeVS1 → VNO
Operación normal sin flaps. No te protege de una ráfaga fuerte ni de un mando a fondo por encima de Va.
Arco amarilloVNO → VNE
Margen de precaución: solo con aire en calma y con mandos suaves.
Raya rojaVNE
Velocidad que nunca se debe superar. Por encima no hay margen probado frente al flameo ni a las cargas.
VFEfin del blanco
Velocidad máxima con flaps extendidos. Si hay varias posiciones de flap, puede haber una VFE para cada una.
VNOfin del verde
Velocidad máxima estructural de crucero. Hasta ella, la estructura aguanta las ráfagas fuertes de diseño.
Por qué pasa

Cada límite protege algo distinto. La carga del aire sobre los flaps crece con el cuadrado de la velocidad: la VFE es lo que aguantan ellos y sus herrajes. Una ráfaga vertical sube la carga en proporción a la velocidad: hasta la VNO la estructura soporta las ráfagas fuertes de diseño; entre VNO y VNE, solo las suaves. La VNE deja margen frente al flameo y a la velocidad de diseño en picado.

Los arcos están en IAS, como la Va, y no se mueven con la altitud. Algunos fabricantes reducen la VNE al subir porque el flameo depende de la velocidad verdadera: si tu manual lo dice, manda el manual. El instrumento y sus marcas están en el anemómetro.

Quédate con
  • Blanco VS0–VFE. Verde VS1–VNO.
  • Amarillo: solo con aire en calma. Con turbulencia, nunca.
  • Raya roja: VNE, nunca exceder.
Ejemplo resuelto · la misma ráfaga a más velocidad (avión de ejemplo)
Datos
La ráfaga de diseño lleva a +4 g justo en VNO, 200 km/h
Ráfaga
el aumento de carga es proporcional a la velocidad: Δn = 3 × V / 200
A Va
130 km/h: 1 + 3 × 0,65 ≈ 2,95 g
A VNE
250 km/h: 1 + 3 × 1,25 = 4,75 g → pasa de +4 g
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Las limitaciones del manual y la VNE pasada

LimitaciónQué protegeMarcaAvión de ejemplo
VS0Referencia: pérdida con flaps de aterrizajeInicio del blanco57 km/h
VS1Referencia: pérdida sin flapsInicio del verde65 km/h
VFELos flaps y sus herrajesFin del blanco110 km/h
VaLa estructura ante un mando a fondoSin marca130 km/h con 450 kg
VNOLa estructura ante ráfagas fuertesFin del verde200 km/h
VNEFrente al flameo y las cargas máximasRaya roja250 km/h
Factor de cargaLa estructura—+4 / −2 g
Masa máximaLa estructura y las actuaciones—450 kg

Avión de ejemplo. Los valores de tu avión están en la sección de limitaciones de su manual de vuelo.

Limitaciones operativasmanual de vuelo
Fronteras de uso que fija el fabricante para la aeronave y sus sistemas: velocidades, factores de carga, masas, centrado, motor, maniobras permitidas y tipo de vuelo.
Placas y marcas
Letreros en cabina y marcas en los instrumentos que recuerdan las limitaciones: arcos, maniobras prohibidas, masa máxima.
Inspección tras exceder VNE
Revisión por personal técnico, según indique el fabricante, antes de volver a volar cuando se ha pasado la raya roja. Se anota en la documentación del avión.
Limitaciones del vuelo ULMRD 765/2022
Las que pone la norma a la operación (dónde, cuándo y a qué altura) están en normativa ULM.
Por qué pasa

Las limitaciones salen de la certificación del diseño: el fabricante demuestra hasta dónde llega el avión y lo deja escrito en el manual, en las placas y en los arcos de los instrumentos. Son límites, no recomendaciones: fuera de ellos no hay nada probado.

Si los pasas, puede haber daños que no se ven. Con la VNE: reduce sin tirones, anótalo, aterriza y no vuelvas a volar sin la inspección (la secuencia completa está en vibraciones y VNE). Volar fuera de los límites del manual sin tomar esas medidas deja sin validez el certificado de aeronavegabilidad (RD 141/2025, art. 30.2.f).

Quédate con
  • El manual manda: sus limitaciones no son recomendaciones.
  • VNE pasada: anota, aterriza y no vueles sin inspección.
  • Fuera de límites sin medidas: certificado sin validez.
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Números que caen

Va ≈ 2 × VS1Con límite +4 g, Va = VS1 × √4. En el avión de ejemplo, de 65 a 130 km/h.
Va × √masaCon un 20 % menos de masa, cerca de un 10 % menos de Va: de 130 a 116 km/h.
IASVa, VNE y los arcos no cambian con la altitud ni con la temperatura. Cambia la TAS.
ArcosBlanco VS0–VFE · verde VS1–VNO · amarillo VNO–VNE · raya roja en VNE. La Va no tiene marca.
+4 / −2 gLímites de ejemplo de un ULM de tres ejes; los del tuyo, en su manual. La antigua Orden de 1988, ya derogada, pedía al menos +3 / −2.
VFE1, VFE2…Una VFE por cada posición de flap, si el manual las da.
!

Trampas del examen

Opción incorrecta más elegida en las preguntas del tema · % de fallo real

Error típicoCon temperatura alta, la Va indicada aumenta.
CorrectoNo cambia: la Va es IAS. Con calor sube la TAS.
68 %38 resp.
Error típicoSi el avión pesa menos, la velocidad de maniobra aumenta.
CorrectoDisminuye: con menos masa, el ala llega a +4 g a menos velocidad.
68 %19 resp.
Error típicoLa VNE disminuye al subir.
CorrectoLa raya roja es IAS y no se mueve. Si tu manual da una VNE por altitud, manda el manual.
48 %33 resp.
Error típicoCon turbulencia, el arco que hay que evitar es el verde.
CorrectoEs el amarillo, de VNO a VNE: solo con aire en calma.
45 %29 resp.
Error típicoLa velocidad sin marca de color en el anemómetro es la VNO.
CorrectoEs la Va. La VNO es el final del arco verde.
64 %14 resp.