thumb|Proceso de formación de la pérdida aerodinámica. Los ángulos son orientativos y dependen del perfil del ala y de la velocidad del aire. La entrada en pérdida (stall en inglés) es un fenómeno aerodinámico que consiste en la disminución más o menos súbita de la fuerza de sustentación que genera la corriente incidente sobre un perfil aerodinámico. La entrada en pérdida se produce generalmente cuando el ángulo de ataque, el que forma la cuerda del perfil alar con el flujo de aire, alcanza un cierto valor límite, que depende en gran medida de la velocidad del aire y del diseño del perfil.

La reducción en la sustentación es debida a un proceso conocido como separación de la capa límite, durante el cual se invierte la dirección relativa del flujo de aire en determinadas zonas de la superficie aerodinámica, reduciendo de este modo la succión generada por el aire. Cuando este fenómeno ocurre en una porción significativa de la superficie, provoca una reducción notable de la capacidad de sustentación del ala, a la vez que aumenta considerablemente la resistencia aerodinámica.

La entrada en pérdida es de particular interés en aeronavegación y en Ingeniería aeroespacial, porque supone un riesgo para la estabilidad de las aeronaves. Cuando la entrada en pérdida sucede en vuelo, el piloto debe recuperar la sustentación y la estabilidad haciendo que el avión “pique”, es decir, haciendo que el morro baje respecto de la cola. No obstante, la entrada en pérdida es a veces utilizada de forma intencionada en algunas maniobras de acrobacia aérea.

Historia Cuando el aviador alemán Otto Lilienthal murió mientras volaba en 1896 como resultado de una pérdida de sustentación, Wilbur Wright comenzó a experimentar con pérdidas de sustentación por primera vez en 1901, mientras volaba con su segundo planeador. El conocimiento del accidente de Lilienthal y la experiencia de Wilbur motivaron a los hermanos Wright a diseñar su avión en configuración "canard". Esto supuestamente hizo que las recuperaciones de pérdidas de sustentación fueran más fáciles y suaves. Supuestamente, el diseño salvó las vidas de los hermanos más de una vez. Sin embargo, las configuraciones del canard, sin un diseño cuidadoso, pueden hacer que una pérdida de sustentación sea irrecuperable.

El ingeniero aeronáutico Juan de la Cierva trabajó en su proyecto "Autogiro" para desarrollar un avión de alas giratorias que, según esperaba, no entraría en pérdida y que, por lo tanto, sería más seguro que los aviones. Al desarrollar el avión "autogiro" resultante, resolvió muchos problemas de ingeniería que hicieron posible el helicóptero.

Definición Una entrada en pérdida es una condición aerodinámica en el cual el ángulo de ataque de una aeronave aumenta más allá de su límite de seguridad, entonces la velocidad comenzará a disminuir. El ángulo en el que esto ocurre se le denomina como ángulo crítico de ataque. Si el ángulo de ataque aumenta más allá del límite, la velocidad disminuye y la aeronave comenzará a descender, aumentando aún más el ángulo de ataque y causando una mayor pérdida de sustentación. El ángulo crítico de ataque depende de la sección del perfil aerodinámico o perfil del ala, su forma en planta, su relación de aspecto y otros factores, pero generalmente está en el rango de 8 a 20 grados en relación con el viento entrante (viento relativo) para la mayoría de los perfiles aerodinámicos subsónicos. El ángulo crítico de ataque es el ángulo de ataque en la curva de coeficiente de sustentación versus ángulo de ataque (Cl~alpha) en el que se produce el coeficiente de sustentación máximo.Clancy, L.J., Aerodynamics, Section 5.7

La pérdida de sustentación se produce por la separación del flujo, que, a su vez, se produce cuando el aire fluye contra una presión creciente. Whitford describe tres tipos de pérdida de sustentación: en el borde de salida, en el borde de ataque y en perfil aerodinámico delgado, cada uno con características distintivas de Cl~alpha. En la pérdida de sustentación en el borde de salida, la separación comienza en pequeños ángulos de ataque cerca del borde de salida del ala, mientras que el resto del flujo sobre el ala permanece adherido. A medida que aumenta el ángulo de ataque, las regiones separadas en la parte superior del ala aumentan de tamaño a medida que la separación del flujo avanza, y esto dificulta la capacidad del ala para crear sustentación. Esto se muestra por la reducción de la pendiente de sustentación en una curva Cl~alpha a medida que la sustentación se acerca a su valor máximo. El flujo separado generalmente causa sacudidas.Design For Air Combat, Ray Whitford 1987, Jane's Publishing Company limited, , p. 15 Más allá del ángulo de ataque crítico, el flujo separado es tan dominante que los aumentos adicionales en el ángulo de ataque hacen que la sustentación caiga desde su valor máximo.

Los aviones de transporte con motor de pistón y los primeros aviones de transporte a reacción tenían un comportamiento de pérdida muy bueno, con advertencias de sacudidas previas a la pérdida y, si se ignoraban, una caída directa del morro para una recuperación natural. Los desarrollos en las alas que vinieron con la introducción de los motores de turbohélice introdujeron un comportamiento de pérdida inaceptable. Los desarrollos de vanguardia en alas de alta sustentación y la introducción de motores montados en la parte trasera y planos de cola elevados en la siguiente generación de aviones de transporte a reacción también introdujeron un comportamiento de pérdida inaceptable. La probabilidad de alcanzar la velocidad de pérdida inadvertidamente, un evento potencialmente peligroso, se había calculado, en 1965, en aproximadamente uno de cada 100.000 vuelos,Understanding Aerodynamics – Arguing From The Real Physics, Doug McLean 2013, John Wiley & Sons Ltd., , p. 322 con la suficiente frecuencia para justificar el costo del desarrollo de dispositivos de advertencia, como la palanca de mando vibratoria, y dispositivos para proporcionar automáticamente un paso adecuado de bajar la nariz del avión, como empujadores de palanca de mando.Handling The Big Jets – Third Edition, D.P. Davies, Civil Aviation Authority, pp. 113–115

Cuando el ángulo de ataque medio de las alas supera el de pérdida, puede producirse una barrena de pérdida, que es una autorrotación de una ala en pérdida. La barrena se produce cuando el alabeo, la guiñada y el cabeceo se desvían del vuelo equilibrado. Por ejemplo, el alabeo se amortigua de forma natural con un ala que no ha entrado en pérdida, pero con las alas en pérdida el momento de amortiguación se sustituye por un momento de propulsión.The Design Of The Aeroplane, Darrol Stinton 1983, BSP Professional Books, , p. 464

Descripción aerodinámica En las aeronaves de ala fija, se puede entrar en pérdida en cualquier actitud de cabeceo o ángulo de inclinación o a cualquier velocidad aerodinámica, pero la entrada en pérdida deliberada se practica comúnmente reduciendo la velocidad a la velocidad de pérdida no acelerada, a una altitud segura. La velocidad de pérdida no acelerada (1g) varía en los diferentes aviones de ala fija y se representa mediante códigos de color en el indicador de velocidad aerodinámica. A medida que la aeronave vuela a esta velocidad, el ángulo de ataque debe aumentarse para evitar cualquier pérdida de altitud o que la velocidad aerodinámica comience a subir (que corresponde al ángulo de pérdida descrito anteriormente). El piloto notará que los controles de vuelo se han vuelto menos sensibles y también puede notar algo de turbulencia o traqueteo en el fuselaje, resultado del aire turbulento separado del ala que golpea la cola del avión.

En la mayoría de los aviones ligeros, cuando se alcanza la entrada en pérdida, el avión comenzará a descender (porque el ala ya no produce suficiente sustentación para soportar el peso del avión) y la nariz del avión se inclinará hacia abajo. La recuperación de una entrada en pérdida implica bajar la nariz del avión, para disminuir el ángulo de ataque y aumentar la velocidad del aire, hasta que se restablezca un flujo de aire suave sobre el ala. El vuelo normal se puede reanudar una vez que se completa la recuperación. FAA Airplane flying handbook Chapter 4, p. 7 La maniobra normalmente es bastante segura y, si se maneja correctamente, conduce solo a una pequeña pérdida de altitud (20-30 m / 66-98 pies). Se enseña y se practica en el entrenamiento para que los pilotos reconozcan, eviten y se recuperen de la entrada en pérdida en una aeronave. 14 CFR part 61Se requiere que un piloto demuestre capacidad en el control de una aeronave durante y después de una entrada en pérdida para la certificación en Estados Unidos,Federal Aviation Regulations Part25 section 201 y es una maniobra de rutina para los pilotos cuando se familiarizan con el manejo de un tipo de aeronave desconocido. El único aspecto peligroso de una entrada en pérdida es la falta de altitud para la recuperación.

Una forma especial de llamar a la entrada en pérdida asimétrica, es en la que el avión también gira sobre su eje, a esto se le llama barrena de pérdida. Una barrena de pérdida puede ocurrir si un avión entra en pérdida y hay un momento de guiñada asimétrica aplicada a él.FAA Airplane flying handbook Chapter 4, pp. 12–16 Este momento de guiñada puede ser aerodinámico, relacionado con el empuje (factor p, un motor inoperativo en un avión multimotor sin empuje central) o de fuentes menos probables como turbulencia severa. El efecto neto es que un ala se detiene antes que la otra y el avión desciende rápidamente mientras gira, y algunos aviones no pueden recuperarse de esta condición sin entradas de control correctas del piloto que deben detener la guiñada.14 CFR part 23Una nueva solución al problema de la difícil (o imposible) recuperación de barrena de pérdida la proporciona el sistema de recuperación de paracaídas balístico.

Los escenarios de una barrena de pérdida más comunes ocurren en el despegue (también llamado entrada en pérdida durante el despegue) y durante el aterrizaje (viraje de base final) debido a una velocidad aerodinámica insuficiente durante estas fases. Las entradas en pérdida también ocurren durante las aproximaciones fallidas, si el piloto no responde correctamente a la situación del desajuste resultante de la transición de un ajuste de potencia bajo a un ajuste de potencia alto a baja velocidad, puede provocar un accidente.FAA Airplane flying handbook Chapter 4, pp. 11–12 La velocidad de pérdida aumenta cuando las superficies de las alas se contaminan con hielo o escarcha creando una superficie más áspera y una estructura más pesada debido a la acumulación de hielo.

Las entradas en pérdida no sólo se producen a baja velocidad, sino a cualquier velocidad cuando las alas superan su ángulo crítico de ataque. Intentar aumentar el ángulo de ataque a 1 g moviendo la palanca de control hacia atrás normalmente hace que el avión suba. Sin embargo, los aviones a menudo experimentan fuerzas g más altas, como cuando giran bruscamente o salen de un descenso en picada. En estos casos, las alas ya están operando a un ángulo de ataque más alto para crear la fuerza necesaria (derivada de la sustentación) para acelerar en la dirección deseada. Aumentar aún más la carga g, tirando hacia atrás de los controles, puede hacer que se exceda el ángulo de pérdida, incluso aunque el avión esté volando a alta velocidad.FAA Airplane flying handbook Chapter 4, p. 9 Estas "entradas en pérdida a alta velocidad" producen las mismas características de sacudidas que las pérdidas de sustentación a 1 g y también pueden iniciar un giro brusco si también hay alguna guiñada.

Características