¿Un avión tiene frenos para detenerse o reducir la velocidad mientras vuela?

Un avión puede disminuir la velocidad y reducir su velocidad durante el vuelo. La forma más fácil de hacerlo es reducir la cantidad de empuje que producen los motores. Esto producirá una reducción casi inmediata de la velocidad aerodinámica, especialmente si el avión mantiene la misma altitud.

También hay dispositivos llamados frenos de aire y alerones que se pueden usar para reducir la velocidad. Estos, sin embargo, nunca se utilizan ¹ en vuelo nivelado normal por aviones de pasajeros ² y normalmente solo se utilizan para reducir la velocidad durante las fases de descenso y aterrizaje de la aeronave ³ .

Si un avión reduce demasiado su velocidad, por supuesto entrará en pérdida y comenzará a caer precipitadamente, momento en el que la velocidad aerodinámica también suele aumentar de nuevo. La velocidad más lenta que una aeronave puede mantener a una altitud determinada sin entrar en pérdida se indica en su envolvente de vuelo.

Sin embargo, en el escenario que mencionaste (obstáculos por delante), generalmente es más fácil simplemente volar alrededor del obstáculo.

¹ : Nunca digas nunca en Internet.

² : La situación es diferente en los aviones militares, puedes ver el Su-27 acercándose usando su freno de aire en este video

³ : Las ruedas de la mayoría de los aviones también tienen frenos, similares a los que se encuentran en los automóviles. Obviamente, estos solo se pueden usar cuando el avión está tocando el suelo. Bajar el tren de aterrizaje retraído también aumentará la resistencia. También hay inversores de empuje en algunas aeronaves que se utilizan en las etapas finales del aterrizaje. El uso de inversores de empuje durante el vuelo puede ser desastroso , aunque algunas aeronaves más antiguas (incluido el C-17A) se diseñaron para utilizar la inversión de empuje para reducir la velocidad en vuelo.

Finalmente, algunos planeadores y aeronaves más grandes tienen paracaídas de arrastre o caída para ayudarlos a reducir la velocidad, por ejemplo, para usar en pistas cortas.

También puede "cangrejar", que es el extremo opuesto de estar en "recorte". Esencialmente, giras los alerones opuestos al timón y mantienes el morro hacia abajo para que no se detenga. El avión termina surcando el aire en diagonal, presentando un lado del cuerpo al aire. Eso produce mucha resistencia. Es una excelente manera de perder altitud rápidamente en un avión pequeño. Normalmente se hace a baja velocidad y se siente extraño para los pasajeros. Lo mejor es ir suavemente a velocidades más altas. Demasiada exuberancia podría estresar un fuselaje débil.

No, un avión no se detiene en el aire, los aviones deben seguir avanzando para permanecer en el aire (a menos que sean compatibles con VTOL).

Lo que puede hacer es simplemente dar la vuelta o pasar por encima o por debajo de la obstrucción.

VTOL significa despegue y aterrizaje vertical. Básicamente significa que pueden flotar en un lugar como un helicóptero.

Muchos jets y planeadores tienen spoilers o frenos de aire.

Funcionan añadiendo resistencia y, en algunos casos, reduciendo la sustentación disponible.

Cuando un avión desciende, la velocidad aumenta a menos que la energía se disipe de alguna manera. Los aviones modernos tienen un diseño bastante limpio, lo que significa que lleva un tiempo "purgar" la energía. Esto es bueno para la eficiencia energética, pero es problemático cuando necesitas descender rápidamente, por ejemplo, durante una aproximación o volando alrededor de térmicas significativas.

Las hélices a menudo proporcionan un freno de velocidad natural cuando se quita la energía y, por lo tanto, actúan como un freno de aire, pero los aviones a reacción y los planeadores no tienen esta opción.

Como se mencionó en otras respuestas, existe una velocidad mínima por debajo de la cual la aeronave no puede volar; sin embargo, para evitar problemas como pájaros, humo, etc., generalmente se realiza un cambio de dirección o altitud en lugar de reducir la velocidad.

Hay muchos aviones equipados con frenos de aire. StuKas, por ejemplo:

Para evitar que el avión acumule demasiada velocidad, se necesitan frenos de picado (grandes flaps perforados).

Del mismo modo, los flaps se utilizan para "frenar" al aterrizar.

Pero : no se utilizarán para reducir la velocidad debido a las "vacas voladoras" que "pastan" en la "calle aérea", como lo harían los automóviles. O un avión puede girar para evadir a los pájaros, o tendrá que atravesarlos. Pero entonces, si puedes creer un Cpt. Sullenberger, ni siquiera verás venir un golpe de pájaro así...

Los aviones pueden reducir la velocidad de varias formas. El más común es en realidad levantar la nariz y comenzar a escalar: cambia la energía de la velocidad por la altura y evita el objeto frente a usted. Piensa en lo que sucede cuando vas en bicicleta cuesta arriba y dejas de pedalear.

Reducir el acelerador permite que la fricción del aire por el que se mueve el avión disminuya también la velocidad del avión. Piense en poner un automóvil en neutral mientras conduce en terreno llano. Si el piloto no levanta también el morro del avión a medida que reduce la velocidad, la pérdida de velocidad aerodinámica sobre las alas dará como resultado una reducción de la sustentación y el avión comenzará a descender y la altitud reducida ayudará a evitar un objeto en el aire.

El uso de flaps aumentará tanto la resistencia como la sustentación de las alas. Disminuirá la velocidad del avión y provocará un cambio de altitud que el piloto puede controlar bajando ligeramente el morro a medida que bajan los flaps. Sin embargo, los flaps tienen una velocidad de extensión máxima (a menudo muy por debajo de la velocidad de crucero), por lo que no son prácticos para evitar obstáculos.

Los spoilers interrumpen el flujo de aire sobre la parte superior de las alas para reducir la sustentación. Tienen el efecto secundario de aumentar la resistencia, pero es un impacto menor que la pérdida de sustentación. El objetivo principal de los spoilers es aumentar el ángulo de aproximación a la pista sin cambiar la velocidad aerodinámica o la actitud.

Con tantas opciones, la respuesta real para evitar obstáculos no es disminuir la velocidad: es girar. Ir a la izquierda, a la derecha, hacia arriba o hacia abajo para evitar el obstáculo es mucho más efectivo y es lo que se les enseña a todos los pilotos y lo que utilizan todos los sistemas automatizados para evitar colisiones.

Hay 4 fuerzas que actúan sobre un avión: empuje, arrastre, sustentación y peso .

Los aviones reducen la velocidad debido a la resistencia. Una vez que se reduce la potencia, la resistencia es mayor que el empuje y hace que el avión disminuya la velocidad.

ACTUALIZAR

Lo siento, soy bastante nuevo aquí y probablemente no incluí suficiente información en mi respuesta original, así que aquí hay una respuesta más completa del Manual de conocimientos aeronáuticos del piloto de la FAA :

En vuelo constante, la suma de estas fuerzas opuestas es siempre cero. No puede haber fuerzas desequilibradas en vuelo constante y recto según la Tercera Ley de Newton, que establece que para cada acción o fuerza hay una reacción o fuerza igual, pero opuesta. Esto es cierto ya sea que vuele nivelado o cuando suba o baje. No significa que las cuatro fuerzas sean iguales. Significa que las fuerzas opuestas son iguales y, por lo tanto, cancelan los efectos de cada una.

[...]

Para que una aeronave se mueva, se debe ejercer un empuje y ser mayor que la resistencia. El avión continuará moviéndose y ganando velocidad hasta que el empuje y la resistencia sean iguales. Para mantener una velocidad aerodinámica constante, el empuje y la resistencia deben permanecer iguales, al igual que la sustentación y el peso deben ser iguales para mantener una altitud constante. Si está en vuelo nivelado, la potencia del motor se reduce, el empuje se reduce y la aeronave se ralentiza. Siempre que el empuje sea menor que la resistencia, la aeronave continúa desacelerando hasta que su velocidad aerodinámica es insuficiente para sostenerla en el aire. Asimismo, si se aumenta la potencia del motor, el empuje se vuelve mayor que la resistencia y aumenta la velocidad aerodinámica. Mientras el empuje siga siendo mayor que la resistencia, el avión seguirá acelerando. Cuando la resistencia es igual al empuje, el avión vuela a una velocidad aerodinámica constante.

En los jets tácticos de alto rendimiento, hay 3 formas de reducir la velocidad que se usan con bastante frecuencia. Por ejemplo, en la Marina de los EE. UU., el patrón de aterrizaje se ingresa a 250 nudos, 800 pies AGL y luego se hace un giro a sotavento, con un descenso a 600 pies, mientras se reduce la velocidad de aterrizaje. Para el patrón A7E, la velocidad era, según el peso del combustible, de unos 125 nudos. Para purgar toda esa energía usamos el "descanso", que es un giro de alto nivel g. Por supuesto, 250 nudos es SOP, pero a veces, uno podría entrar en el patrón a más de 600 nudos, en cuyo caso la ruptura era una necesidad absoluta para que el avión alcanzara los 125 nudos.

La otra forma común de reducir la velocidad durante el vuelo era apuntar hacia arriba, intercambiando energía por altitud. Pero quizás la forma más eficiente de reducir la velocidad fue usando el freno de velocidad. En el A7, esta era una "puerta de granero" que el piloto extendía debajo de la aeronave con un botón. Era muy bueno para descargar energía a altas velocidades. De hecho, fue parte de la maniobra de "ruptura" descrita anteriormente. Cuando no fue necesario, se retiró a la aeronave y dejó un fuselaje aerodinámico al ras. Otro uso fue durante una pelea de perros, con la esperanza de atrapar a tu oponente que estaba a las 6 en punto con la guardia baja y hacer que te rebasara. Este siempre fue un movimiento bastante desesperado.

En una ocasión, me acerqué al líder de vuelo para unirme a la formación a una velocidad de cierre de alrededor de 200 nudos. Él estaba en 250 y yo estaba en 450 cuando me lancé hacia él. Estaba cerca y extendí el freno de velocidad, mientras miraba caer la aguja del indicador de velocidad aerodinámica. Bueno, no estaba descendiendo del todo, sino más bien moviéndose hacia 250. Retraje el freno de velocidad y sentí que el avión dejaba de desacelerar, mientras me acercaba rápidamente por la línea de su ala derecha. Aproximadamente a 10 aviones de distancia, tiré con fuerza hacia arriba y golpeé la palanca hacia la izquierda, sin soltar nunca la palanca trasera. Salí por su banda derecha en perfecta formación.

Por cierto, esta maniobra, o algo parecido, también se usa en las peleas de perros para evitar sobrepasar a un oponente.

Una cosa que no he visto mencionada es poner algo de G en el avión. La mayoría de la gente nunca piensa en ello, pero aumentar la carga G en un avión lo ralentiza increíblemente rápido.