¿Qué tan fuertes deben ser las ráfagas de viento para evitar aterrizajes y despegues?

Tienes dos preguntas aquí,

Espero que esto no sea tan trivial como parece. ¿Existe un umbral de ráfagas de viento en función del cual, en un aeropuerto determinado, los vuelos entrantes se desvíen y los salientes se retrasen?

Que yo sepa, no hay un umbral específico por el cual se desviarán. Es posible que desee leer sobre la cizalladura del viento aquí , ya que un aeropuerto puede recomendar una cizalladura del viento severa o insegura e instar a los pilotos a desviarse. Habrá un punto (a menudo en aeropuertos de una sola pista) en el que un aterrizaje en un tipo particular de aeronave se vuelva inseguro o incluso imposible como resultado del viento, pero esto variará según el avión.

Además, supongo que los aviones están diseñados de acuerdo con una ráfaga de viento máxima específica, por lo que si hay algún umbral de ráfagas de viento, espero que sea menor que el umbral de diseño. ¿Es esto correcto?

Sí, las aeronaves están diseñadas con lo que se denomina una componente de viento cruzado máxima demostrada . La clave aquí es que este es un límite demostrado, no necesariamente una limitación del fuselaje. El número se publica en el POH para el avión fabricado después de 1975 y proporciona una guía general del viento cruzado máximo en el que el avión puede aterrizar de manera segura, sin embargo, es más que posible aterrizar en situaciones de viento más fuerte.

También se debe tener en cuenta que parte de esto depende del piloto al mando. El hecho de que un aeropuerto con torres le autorice a aterrizar no significa que sea seguro para usted hacerlo. Del mismo modo, el hecho de que un piloto se desvíe no significa que la torre le haya indicado que lo haga en función de sus habilidades personales.

Las máximas ráfagas de viento que deben tenerse en cuenta en el diseño estructural de las aeronaves para lograr la certificación son las corrientes ascendentes o descendentes.

FAR parte 25.341 dice:

Se aplican las siguientes velocidades de ráfagas de referencia:

(i) A velocidades de avión entre V$_B$y V$_C$: Las ráfagas positivas y negativas con velocidades de ráfaga de referencia de 56,0 ft/seg EAS deben considerarse al nivel del mar. La velocidad de la ráfaga de referencia puede reducirse linealmente desde 56,0 pies/seg EAS al nivel del mar hasta 44,0 pies/seg EAS a 15000 pies. La velocidad de la ráfaga de referencia puede reducirse aún más linealmente de 44,0 pies/seg EAS a 15000 pies a 26,0 pies/seg EAS a 50000 pies.

Dado que el viento rara vez entra o sale del suelo, las velocidades de ráfagas verticales son menos preocupantes durante el despegue y el aterrizaje. Aquí, las velocidades laterales (viento cruzado) y los cambios en la velocidad horizontal (gradientes debido a microrráfagas ) constituyen los límites más importantes.

Para los límites de viento cruzado, FAR parte 25.237 establece:

(a) Para aviones terrestres y anfibios, se aplica lo siguiente:

(1) Se debe establecer una componente cruzada de 90 grados de la velocidad del viento, que se demuestre que es segura para el despegue y el aterrizaje, para pistas secas y debe ser de al menos 20 nudos o 0,2 V.$_{SR0}$, el que sea mayor, excepto que no es necesario que exceda los 25 nudos.

Al final, depende del piloto decidir si intentar aterrizar en condiciones adversas, dar la vuelta o volar a un destino alternativo. Esta respuesta brinda algunos criterios que los pilotos pueden usar para decidir si es mejor dar la vuelta. Los aeropuertos se cierran rara vez y solo cuando se acerca un clima severo, como tormentas eléctricas y tornados, pero entonces no se debe a una velocidad específica del viento, sino a las velocidades máximas esperadas, que luego superarán con creces los límites de certificación.

Las ráfagas verticales se vuelven más estresantes con la velocidad, porque con el bajo coeficiente de sustentación de un vuelo a alta velocidad, una ráfaga vertical producirá un aumento relativamente mayor en el coeficiente de sustentación que a baja velocidad. En casos extremos, el ala entrará en pérdida debido a la ráfaga, lo que limitará las cargas estructurales adicionales.

Los gradientes de velocidad horizontal, que son causados ​​por corrientes descendentes que golpean el suelo y se extienden, son más dañinos a baja velocidad. Primero, la aeronave se encontrará con un viento de frente, que lo ralentizará, y luego se cruzará rápidamente con un viento de cola que hará que la velocidad disminuya, en casos extremos por debajo de la velocidad de pérdida. Esto puede incluso estrellar un avión grande .