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Autonomía Y Alcance


TUCKIE_JG52

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En relación a una pregunta en otro post, aclaro el tema:

 

-Alcance: distancia máxima a la que puede llegar un avión. Dicha distancia se conseguirá a base de jugar con el pitch y sobretodo, con la mezcla. En teoría, a gran altura y rebajando la mezcla puede llegar muy lejos (caso del Mustang según me consta), pero por otro lado he escuchado comentarios de pilotos que me aseguran que el mejor alcance se obtiene a baja altura (caso del Spirit of St. Louis).

 

-Autonomía: tiempo máximo que el avión puede permanecer en vuelo. No importa si lejos de la base o cerca, pero aquí lo que cuenta es el consumo mínimo de gasolina, si hace falta, puedes volar a baja velocidad y todo, y en algunos casos llegar a apagar el motor y planear. Todo vale. Es el caso de las CAP; en las que se trata de optimizar la autonomís de vuelo para poder permanecer más tiempo en patrulla y que no sean necesarios muchos relevos para mantener una zona cubierta...

 

Autonomía y alcance guardan cierta relación entre sí, casi directa, pero no de 1 a 1. La clave está en la velocidad; par lograr un buen alcance necesitas también una velocidad buena, pero para lograr una buena autonomía, la velocidad no importa tanto, y es probable que acabe volando a velocidades más bien bajas...

 

La comparativa con el coche sería:

-90 km/h, mínimo consumo, máximo alcance.

-70 km/h, consumo no potimizado, pero más tiempo rodando.

 

Claro está, en los coches estamos acstumbrados a buscar el máximo alcance, no tendría sentido buscar el máximo tiempo en vuelo, pero en el aire la cosa cambia... :)

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Juas, me habías asustado... a ver si la había liado... ;)

 

Oye, sigo sin aclarar a qué altura se consigue el alcance máximo; a alta, o a baja? Yo respaldo que a gran altura; menos IAS pero más TAS, y sobretodo, mezcla más pobre al haber menos oxígeno para hacer detonar la mezcla. La GAS depende de si tienes viento en contra o a favor, supongamos que no hay viento...

 

Pero hay otra postura que insiste que que no, que a baja altura la mezcla es más rica, se aprovecha mejor la potencia y el alcance es superior. Mí no aclararme, qué opinas tú?

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Hombre, sobre reactores no hay duda, siempre a mayor altura para el mismo motor en las mismas condiciones el consumo es más bajo, aunque siempre hay una altura óptima en la que se alcanza el mayor alcance o autonomía, ya si sigues subiendo el motor tiene tan poco empuje que tienes que meter mucho gas para mantenerlo en el aire y no compensa. Pero vamos, que esa altura es siempre alta, y en muchos casos coincide con la tropopausa: 11000 metros.

 

Para hélices de pistón, ahhhhhhh amigo!! eso ya es otro tema!!! Los motores de piston son nefastos a alturas grandes y trabajan fatal. Pero supongo que seguirán teniendo una altura óptima, como en los reactores. La verdad es que no lo sé porque actuaciones de motores de pistón damos lo mínimo. Pero vamos, que la altura óptima no son 11000 metros, de eso seguro. Ni 5000. Si a duras penas se conseguia un buen rendimiento a más de 3000 metros... Hay un compromiso entre el rendimiento del motor, que disminuye con la altura, y la resistencia, que también disminuye con la altura, habria que ver el tema con más detenimiento.

 

Saludos!!!

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:xd::xd::xd::xd::xd::xd::xd::xd::xd::xd:

 

En relacion a la autonomia, y lo del ahorro creo que siempre viene bien tenerlo en cuenta, como no despegar con los postquemadores puestos, a no ser que sea de una portaviones, algo que es un consumo inutil y luego te puede hacer falta en una misiones larga... otra cosa es que vayas a hacer una exhibicion... :icon_mrgreen:

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Jue, me habéis colado un gol por la escuadra... ;) de reactores lo tengo clarísimo, adivina qué altura he buscado en todos los simuladores cuando he regresado a casita justo de combustible? Pos 33.000 pies ;)

 

Si veía que la cosa iba realmente mal, subía a 40.000 pero ya para tener más altura desde la que iniciar el planeo a base... ;)

 

 

En todo este post he estado hablando de motores de pistón. Y la pérdida de rendimiento en altura también está clara, pero tan clara como los motores a los que aludo solían montar sobrecompresores para aumentar la presión de admisión en altura.

 

Otros montaban incluso un turbo... algunos llegaron a usar intercooler... sistemas los había a patadas...

 

Nuevo Mercedes Kompressor? Eso ya lo usaba el Bf-109 hace 65 años en su motor Daimler Benz! JAJAJA!!!

 

Es por ello, que con estos sistemas entiendo que la pérdda de potencia no es tan evidente, y el alcance óptimo debió alcanzarse en altura... Los B-17 volaban sobre los 30.000 pies, y la escolta de Mustang que venía de Inglaterra podía sobrevolar Berlín a esa altura, quedarse lo justo para espantar la caza enemiga y luego regresar...

 

Los japoneses fueron de los primeros en optimizar en combate el alcance/autonomía de los A6M; para atacar Pearl Harbor volaron más de 1000 km de ida y de vuelta. También hay relatos de Zeros que avanzada la guerra llevaron a sus pilotos de regreso después de más de 8 horas en vuelo...

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Bueno, como estoy aburrio he escaneado unas gráficas ilustrativas, para motores de pistón:

 

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La gráfica interesante es la de abajo. Sale la potencia en función de la altura, para aviones sin turbo y para motores con turbo con diversas relaciones de compresión. Y se vé que un motor de aviación sin turbocompresor pierde muchísima potencia desde que despega, de hecho el turbo se inventó para los aviones y hasta no hace tanto siempre se usó para la aviación. Con turbo la cosa mejora, pero hasta con las relaciones de compresión más altas, no aguantan hasta más de 15000 ft, a partir de ahí cae como una pluma. Aún le queda potencia al motor para mantener el avión en el aire, pero desde luego ya no estás operando a una altura donde vayas a conseguir un alcance máximo, porque la pérdida de potencia es bastante apreciable.

 

Supongo que el Spirit of America llevaba un motor sin turbo. Así que para que el motor funcione dando la mayor potencia metiendo los mismos gases, deberían de ir lo más bajo posible. Con turbo se ve que la cosa está más relajada y se pueden hacer vuelos de crucero a alturas mayores.

 

La primera gráfica no me acuerdo de que era, creo que la potencia en función de la altura y las rev del motor. No me acuerdo pa que eran en este momento :xd:

 

Saludos!!!!

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Bueno, borre mi respuesta y la canbio por esta, ya que al momento que la publique, mencionaron la idea de lo que decia :icon_mrgreen:

 

Pienso que si, porsupuesto que deve aver una altitud regulada para ese balance entre autonomia o alcance y desempeño en cuanto a ahorro y empuje optimo de la nave. Por supuesto me refiero a los pistones. Algo que mucho influlle es; si bien cuanto mas alto muerden menos las aspas, tanbien se desplaza mejor la nave por la misma razon del aire mas ligero, y a baja, muerden mejo lu cual se traduce en mayor desempeño de las mimas, aprovechar la energia al maximo, y claro ahorro del conbustible, pero tanbien son mas fuertes las hondas de choque del aire en el cuerpo d la nave, la aerodinamica; pero si que tienen que tener una altitud promedio en base a este fin. Pero no podra ser una misma altitud para todas las naves de la epoca, eso es imposible, serian varias, mas o menos parecidas, es que todos los aviones son diferentes y cada uno tiene cu propia conbinacion aerodinamica, motris, etc etc.

 

saludos

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Hombre, sobre reactores no hay duda, siempre a mayor altura para el mismo motor en las mismas condiciones el consumo es más bajo, aunque siempre hay una altura óptima en la que se alcanza el mayor alcance o autonomía, ya si sigues subiendo el motor tiene tan poco empuje que tienes que meter mucho gas para mantenerlo en el aire y no compensa. Pero vamos, que esa altura es siempre alta, y en muchos casos coincide con la tropopausa: 11000 metros.
Mmmm. Creo estar endesacuerdo con algo aqui, no con lo que dijo Naz :xd:

 

 

A que exactamente te refieres con eso que subralle? Osea porque el motor Jet a mucha altitud deja de ser eficiente? <_<

 

 

saludetes

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Supongo que el Spirit of America llevaba un motor sin turbo. Así que para que el motor funcione dando la mayor potencia metiendo los mismos gases, deberían de ir lo más bajo posible. Con turbo se ve que la cosa está más relajada y se pueden hacer vuelos de crucero a alturas mayores.

 

Arrghh! Spirit of St.Louis! Aiinnnnnsss!!! ;)

 

Por ahí andarán los tiros... estoy hablando de un avión de 1927, a esas alturas el tema motores estaba avanzadillo, pero no tanto.

 

Y ojo que no es lo mismo sobrecompresor que turbocompresor... Aunque los efectos son parecidos, la eficacia cambia y se trata de métodos muy distintos, cuyo peso en el dispositivo necesario varía y mucho... Llevaban turbo, si no recuerdo mal, los P-47 y los P-38... así rendían en altura... pero tamaño y peso... ;)

 

 

La primera gráfica no me acuerdo de que era, creo que la potencia en función de la altura y las rev del motor. No me acuerdo pa que eran en este momento :xd:

 

Eso parece, pero si no sabes que es, jodio, no la pongas! ;) Aunque ya me dirás qué clase de motor debe ser para que alcance las 5000 rpm!!! Eso es de pistón o turbohélice??

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Uy, pera, llamemos a las cosas por su nombre... si no te impota...

 

si bien cuanto mas alto muerden menos las aspas, tanbien se desplaza mejor la nave por la misma razon del aire mas ligero, y a baja, muerden mejo lu cual se traduce en mayor desempeño de las mimas, aprovechar la energia al maximo, y claro ahorro del conbustible, pero tanbien son mas fuertes las hondas de choque del aire en el cuerpo d la nave, la aerodinamica

 

El aire no es más ligero a más altura, es menos denso. Al fin y al cabo, hay que pensar como en la dinámica de fluidos; si fuese un líquido, al aire a baja altura sería aceite de oliva, y a gran altura sería agua. Menos viscoso, vamos, por eso necesitas más velocidad real para mantener la misma velocidad indicada.

 

Me explico:

A nivel del mar: suponiendo que no hay viento, un avión que vuela a 400 km/h sobre el suelo implica que sus alas atraviesan el aire a 400 km/h.

A gran altura: suponiendo viento cero, el mismo avión que vuela a 400 km/h sobre el suelo (velocidad verdadera o TAS), verá en sus instrumentos que vuela a 200 km/h o menos (velodicad indicada o IAS).

Esto es debido a que al ser el aire menos denso, éste genera menos rozamiento o resistencia al avance, por lo que:

 

1. El anemómetro basa sus indicaciones en la sonda pitot, que mide simplemente la velocidad del aire en función de la presión frontal que ejerce éste sobre la sonda. Así, a gran altura, la menor presión sobre la sonda pitot implicará que la velocidad indicada sea forzosamente menor. Esto no es un error de medición, es que el aire pasa a la velocidad que indica el anemómetro.

 

2. Así, lo que indica el anemómetro es la velocidad aerodinámica del avión en el aire, vamos, la velocidad a la que pasa el aire sobre las alas.

 

La consecuencia de esto es que un avión puede volar a más de 1500 km/h de velocidad verdadera, pero estar al límite de la pérdida en cuanto a velocidad aerodinámica. Ni os digo la altura a la que debería ir para eso...

 

El caso más claro está en todos los libros y en la memoria popular. Si un libro me dice que el Bf-109K-4 a 23.000 pies alcanza los 723 km/h, no puedo esperar pilotar el avión a esa altura y que el anemómetro indique esa velocidad. Siempre indicará menos, y la TAS se calculará en base a una función.

 

Lo mismo con los aviones de pasajeros; en los principios de Flight Simulator me sorprendía de porqué se me romía el Boeing 737 si superaba los 300 nudos a baja altura. La razón es bien simple; porque no está diseñado para ir a una velocidad aerodinámica más alta. Claro, tenía en mente que los aivones de pasajeros volaban a 900 km/h, y yo de cabeza a por los 500-600 nudos. Imposible. Porque los 900 km/h de los aviones de pasajeros son la velocidad verdadera, no la indicada. Y en éstos interesa la velocidad verdadera porque lo que le interesa al pasajero es saber cuánto tardará en ir de A a B.

Al piloto lo que le interesa es la velocidad indicada, que el avión vuele por encima de 170 nudos y por debajo de 300... ;)

 

De hecho, creo que de los pocos aviones en FB que muestra la TAS y la IAS es el Komet, que tiene los dos indicadores en uno. Probad a ir subiendo, y veréis cómo se separan. Es muy ilustrativo.

 

Sobre lo que comentas de las ondas de choque, creo que hablamos de otro tema. Una cosa es la resistencia al avance, lo que le cuesta al avión avanzar, que es de lo que hablábamos aquí. Pero las ondas de choque es lo que sucede inmediatamente después que el avión atraviese el aire; por el "corte" que produce el avión en el aire, detrás de él no es que se haga el vacío, sino que el aire se vuelve turbulento al juntarse violentamente. Tal es así, que se vuelve turbulento a medida que pasa el avión, implicando que la turbulencia generada por una parte del avión, en forma de ondas, pueda afectar a otra parte del mismo, o incluso a la propia superficie del avión que la está atravesando.

 

En ciertos aviones murieron muchos pilotos de pruebas al descubrir tardíamente que a gran velocidad en picado, una onda de choque se situaba sobre el timón de profundidad, resultando en que éste quedaba inmovilizado por la acción mecánica de dicha fuerza, y el piloto era incapaz de recuperar el vuelo horizontal al no tener la suficiente fuerza para tirar de la palanca y vencer la onda de choque. En algunos casos, la única solución a esto era cortar gases y esperar a que el mayor rozamiento a baja altura hiciese frenar el avión, adelantando la onda de choque lo suficiente como para que el piloto pudiese volver a mover el timón de profundidad...

 

A consecuencia de las ondas de choque y otros efectos (hélice, etc) se generan las turbulencias de estela, cosa que NO está modelada en FB y sí estará en BoB. En otras palabras, si os colocáis justo a las 6 y por debajo de otro avión, os pueden pasar cosas tan "divertidas" como que una de vuestras semialas entre en pérdida y de pronto os veáis en invertido sin saber qué ha pasado, o que ese tipo al que íbais a disparar desde las 6 y abajo se ha movido inexplicablemente de vuestro colimador. En el simulador Xtreme Air Racing esto estaba modelado y era "muy cachondo" ;)

Para haceros una idea de la violencia de ondas de choque y turbulencias de estela, os basta con ver una exhibición de la Patrulla águila en un entorno húmedo. Hay una maniobra en la que punto y líder van hacia el público, rompen el uno hacia el otro (aunque uno va por detrás y el otro por delante) y entonces es perfectamente audible un "BOFF" al atravesar el segundo avión la turbulencia de estela del primero. Es como una bofetada pero en el aire, y sin mano visible. Algo parecido se peude apreciar también si os colocáis bajo la cabecera de pista de un aeropuerto; no pocas veces he escuchado encima de mi cabeza, justo después de pasar un avión aterrizando, como si alguien agitase un enorme mantel, pero miras arriba y no se ve nada. Son sólo masas de aire turbulento que colisiona, y el efecto llega a ser fantasmagórico... pero es real :)

 

 

pero si que tienen que tener una altitud promedio en base a este fin.

 

Más que "promedio", "óptima" en este caso... pozi, los ingenieros se hacían sus tablas o diseñaban el avión para ello, siempre en función de los requerimientos que les habían pedido (aunque unas pocas veces diseñando aviones por su cuenta en base a lo que creían necesario), optimizando los aviones para la altura a la que iban a combatir.

 

 

Pero no podra ser una misma altitud para todas las naves de la epoca, eso es imposible, serian varias, mas o menos parecidas, es que todos los aviones son diferentes y cada uno tiene cu propia conbinacion aerodinamica, motris, etc etc.

 

Efestivamente, las alturas para rendimientos ópimos de distintos parámetros ni siquiera son las mismas en distintas variantes del mismo avión. Por eso al Spit se le recortaban las alas para vuelo a baja altura (menos resistencia ergo más velocidad, más grados por segundo en alabeo...), o se le alargaban para gran altitud (más sustentación, más control a grandes alturas).

 

Por eso el diseño perfecto para todo no existe; elegir un diseño para un avión te hace desestimar otras alternativas, y tu avión será bueno en lo que lo diseñes, pero en nada más, o si lo es, será de casualidad.

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A que exactamente te refieres con eso que subralle? Osea porque el motor Jet a mucha altitud deja de ser eficiente? <_<

 

Pozi, como todos los motores... sólo que los reactores rinden comparativamente mejor en altura que los de pistón.

 

El porqué es muy claro; un motor a reacción tiene una turbina con varias etapas. En cada etapa, muchos álabes se encargan de comprimir el aire a muy alta velocidad para pasarlo a la cámara de combustión, donde se enciende y genera empuje, logrando una compresión muy alta aunque esta reacción se produzca a gran altitud.

 

Vamos, que el reactor está diseñado para comprimir... funciona así. :)

 

El motor a pistón está diseñado para hacer explotar mezcla de aire comprimido y gasolina dentro del cilindro, pero la presión a la que se entra el aire para producir dicha explosión es menor a más sube el avión, por eso se tiene que recurrir a mecanismos que compriman el aire, para que entre comprimido en el cilindro, evitanto que la presión de admisión baje demasiado. Puedes comprobarlo en el indicador de presión de admisión; en el Fw-190 y Bf-109 los tienes arriba a la derecha. Despega a tope y verás que la aguja indica algo, según el modelo, y ve subiendo. Verás que aunque tengas la palanca de gases a tope, la presión de admisión baja a tanto más subes.

 

El caso del Bf-109E-7/Z también es muy claro, tú sube y mira como cae la presión, y por encima de 5.000 metros, mete potencia de emergencia. Verás la repentina subida de presión, y puede que incluso te carques el motor de golpe si la activas demasiado bajo. Es que este modelo en concreto estaba diseñado para volar a gran altura, con un dispositivo de sobrecopresión acojonante... :)

 

Pero ni eso es milagroso, e incluso con el E-7/Z, si sigues subiendo, notarás que la presión cae igualmente, hasta llegar a la altura en la que la presión es ridícula para darle potencia a la hélice, y encima, la hélice misma no es eficaz.

 

Por eso llegarás al techo operativo y te caerás mucho antes de que el motor se apague por falta de oxígeno. Por eso la atmósfera de FB sólo llega a los 10.000 metros; por encima de esa altura los parámetros se mantienen, o eso dijo Oleg hace tiempo. Pues otro fiasco, porque el Ta-152, P-38, y semejantes especiaes de gran altura rendían mejor por encima de esa altura mientras los demás avipnes literalmente se caían. Los bombarderos también, por su mayor superficie alar; no pocas veces había escapado por altura, viendo cómo los Fiat se caían al intentar alcanzarme.

 

Por todo esto los reactores pueden llevar el avión más alto, incluso hasta que a extremada altura se apagan, concretamente en torno a los 60.000 pies. Esto está bien modelado en muchos simuladores, uno que recuerdo que lo tenía bien era Jetfighter II haces unos 14 años, y otro era EF2000, hace unos 10 años. Hice pruebas de a ver a qué altura podía llegar, la cosa consistía en subir a 45.000 pies, alcanzar la velocidad máxima y trepar a todo lo que daba el avión.

 

A partir de 60.000 pies, el escaso oxígeno. Provocaba flameout en los motores, pero por la inercia con la que partía desde 45.000 pies, implicaba que el avión siguiese subiendo, a veces hasta los 80.000 pies. A esa altura, el cielo era violeta y la tierra casi no se veía. Cuando se iniciaba la caída había que andarse con cuidado, porque al ser tan escasamente denso el aire, podía pasar que ninguna superficie aerodinámica fuese eficaz en los primeros momentos de la caída dada la baja velocidad inicial, con lo que te podías meter en las barrenas más anárquicas que te puedas imaginar, que no podías sacar hasta que el aire era lo suficientemente denso (o ibas a la suficiente velocidad) como para que las superficies de control tuviesen alguna autoridad. Seguías bajando, y sólo por debajo de 60.000 pies podías volver a encender los motores...

 

 

A un motor de pistón probablemente le pasaría lo mismo a esa altura o incluso a menos, pero un motor de pistón mueve una hélice, y las hélices pierden eficacia mucho antes que los reactores, resultando en que no puedes conseguir velocidad para conseguir mantener el avión en el aire y se te cae. Cuando eso pasa has llegado al techo de servicio.

 

Sobre techos de servicio, un veterano de la GCE me llegó a comentar que había llevado su Mosca, el más tuneado de toda la guerra (CM-249) hasta los 11.000 metros (33.000 pies).

 

En la WWII los combates a esas alturas llegaron a ser habituales... online rara vez sucede, pero sólo os digo, y con ello vuelvo al tema de la autonomía, que el crack nº1 de la arena de Warbirds americano volaba en P-38.

 

El tío se ponía de entrada a 35.000 pies o más. Desde ahí, reducía velocidad hasta casi el mínimo y buscaba contactos. cuando encontraba uno, bajaba, lo tumbaba de una o dos pasadas, y vuelta parriba. Sus patrullas solían durar entre hora y media o dos horas, y era capaz de derribar hasta 10 tipos en una salida. Para él de 3 a 5 derribos era lo normal. La cosa se acabó cuando se empezaron a hacer patrullas para cazarle en aterrizaje... y ni así. ;)

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Lo que ocurre con los motores de pistón es que son motores volumétricos mientras que los reactores funcionan a presión constante. Uno sigue el ciclo Otto y otro el Brayton, y ambos tienen ventajas e inconvenientes.

 

Las ventajas del motor de ciclo Otto, volumétrico, cíclico o como pollas le quieras llamar (el de gasolina de toda la vida) es que tienen un rendimiento mejor que el de ciclo Brayton, bastante mejor de hecho, y es mucho más sencillo de producir. Pero al ser cíclico, y no contínuo, le afecta tremendamente los cambios de densidad. Me explico:

 

En un motor de gasolina lo que define la potencia que da el motor, por supuesto además de muchos factores como es la mezcla y demás, es la cantidad de aire con la que consigues llenar el cilindro. Claro, si la densidad disminuye con la altura, el cilindro cada vez se llena menos de mezcla, y por tanto cada vez rinde menos. Y este efecto es tan grande y tan acusante que es el que realmente marca las posibilidades de un motor de gasolina.

 

Un turbocompresor comprime el aire, con ello también aumenta su densidad, a veces se enfría en un Intercooler para aumentar aun más su densidad e introducir una gran cantidad de mezcla en el motor. Así, en un solo ciclo, libera mucha más energía. En realidad esto se demuestra facilmente cogiendo el ciclo Otto y haciendo los cambios de los puntos del ciclo termodinámico, y te sale que el área, es decir, el trabajo por ciclo, pues aumenta. Raiko lo sabe, q venga y lo explique mejor :lol:

 

Un motor a reacción no tiene ese problema. La densidad le afecta, sí, pero de forma indirecta, al ser una máquina contínua y no cíclica; de hecho hay factores mucho más graves en un motor de reacción y que pueden afectar mucho más, como por ejemplo el número de Mach o la temperatura de admisión. En fin es un mundo. EN cualquier caso su techo operativo está mucho más arriba puesto que su funcionamiento no se ve perturbado por la altura (aunque el gasto de aire que va entrando cada vez se hace menor!). La ventaja fundamental de los turborreactores, y es por lo que se usan en aviación a pesar de tener rendimientos muy malos (tela tela de malos de hecho!) es porque tienen un Empuje específico altísimo, dan muchísimo empuje con una máquina relativamente compacta, mientras que para generar la misma potencia con un motor de gasolina se requiere un masacote grande y pesado. Y la altura de vuelo de estatorreactores es realmente alta, de hecho esta ahí como una forma de impulso de aviones suborbitales.

 

Tuckie, Oleg tiene toda la razón del mundo, a partir de 10.000m (nosotros lo consideramos 11000m, pero en fin depende también de la bibliografia que uses y demás) está la tropopausa, y con ella empieza la estratosfera, donde la temperatura, presión y densidad se consideran, con una buena aproximación, más o menos constantes. Es el lugar donde más daño hacen los contaminantes, puesto que los sulfuros y monoxidos que sueltan los aviones se quedan flotando sin dispersarse durante muchísimo tiempo, y propician el ataque de la capa de ozono.

 

Saludos!!

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Uy, pera, llamemos a las cosas por su nombre... si no te impota...

 

si bien cuanto mas alto muerden menos las aspas, tanbien se desplaza mejor la nave por la misma razon del aire mas ligero, y a baja, muerden mejo lu cual se traduce en mayor desempeño de las mimas, aprovechar la energia al maximo, y claro ahorro del conbustible, pero tanbien son mas fuertes las hondas de choque del aire en el cuerpo d la nave, la aerodinamica

 

El aire no es más ligero a más altura, es menos denso. Al fin y al cabo, hay que pensar como en la dinámica de fluidos; si fuese un líquido, al aire a baja altura sería aceite de oliva, y a gran altura sería agua. Menos viscoso, vamos, por eso necesitas más velocidad real para mantener la misma velocidad indicada.

 

Me explico:

A nivel del mar: suponiendo que no hay viento, un avión que vuela a 400 km/h sobre el suelo implica que sus alas atraviesan el aire a 400 km/h.

A gran altura: suponiendo viento cero, el mismo avión que vuela a 400 km/h sobre el suelo (velocidad verdadera o TAS), verá en sus instrumentos que vuela a 200 km/h o menos (velodicad indicada o IAS).

Esto es debido a que al ser el aire menos denso, éste genera menos rozamiento o resistencia al avance, por lo que:

 

1. El anemómetro basa sus indicaciones en la sonda pitot, que mide simplemente la velocidad del aire en función de la presión frontal que ejerce éste sobre la sonda. Así, a gran altura, la menor presión sobre la sonda pitot implicará que la velocidad indicada sea forzosamente menor. Esto no es un error de medición, es que el aire pasa a la velocidad que indica el anemómetro.

 

2. Así, lo que indica el anemómetro es la velocidad aerodinámica del avión en el aire, vamos, la velocidad a la que pasa el aire sobre las alas.

 

La consecuencia de esto es que un avión puede volar a más de 1500 km/h de velocidad verdadera, pero estar al límite de la pérdida en cuanto a velocidad aerodinámica. Ni os digo la altura a la que debería ir para eso...

 

El caso más claro está en todos los libros y en la memoria popular. Si un libro me dice que el Bf-109K-4 a 23.000 pies alcanza los 723 km/h, no puedo esperar pilotar el avión a esa altura y que el anemómetro indique esa velocidad. Siempre indicará menos, y la TAS se calculará en base a una función.

 

Lo mismo con los aviones de pasajeros; en los principios de Flight Simulator me sorprendía de porqué se me romía el Boeing 737 si superaba los 300 nudos a baja altura. La razón es bien simple; porque no está diseñado para ir a una velocidad aerodinámica más alta. Claro, tenía en mente que los aivones de pasajeros volaban a 900 km/h, y yo de cabeza a por los 500-600 nudos. Imposible. Porque los 900 km/h de los aviones de pasajeros son la velocidad verdadera, no la indicada. Y en éstos interesa la velocidad verdadera porque lo que le interesa al pasajero es saber cuánto tardará en ir de A a B.

Al piloto lo que le interesa es la velocidad indicada, que el avión vuele por encima de 170 nudos y por debajo de 300... ;)

 

De hecho, creo que de los pocos aviones en FB que muestra la TAS y la IAS es el Komet, que tiene los dos indicadores en uno. Probad a ir subiendo, y veréis cómo se separan. Es muy ilustrativo.

 

Sobre lo que comentas de las ondas de choque, creo que hablamos de otro tema. Una cosa es la resistencia al avance, lo que le cuesta al avión avanzar, que es de lo que hablábamos aquí. Pero las ondas de choque es lo que sucede inmediatamente después que el avión atraviese el aire; por el "corte" que produce el avión en el aire, detrás de él no es que se haga el vacío, sino que el aire se vuelve turbulento al juntarse violentamente. Tal es así, que se vuelve turbulento a medida que pasa el avión, implicando que la turbulencia generada por una parte del avión, en forma de ondas, pueda afectar a otra parte del mismo, o incluso a la propia superficie del avión que la está atravesando.

 

En ciertos aviones murieron muchos pilotos de pruebas al descubrir tardíamente que a gran velocidad en picado, una onda de choque se situaba sobre el timón de profundidad, resultando en que éste quedaba inmovilizado por la acción mecánica de dicha fuerza, y el piloto era incapaz de recuperar el vuelo horizontal al no tener la suficiente fuerza para tirar de la palanca y vencer la onda de choque. En algunos casos, la única solución a esto era cortar gases y esperar a que el mayor rozamiento a baja altura hiciese frenar el avión, adelantando la onda de choque lo suficiente como para que el piloto pudiese volver a mover el timón de profundidad...

 

A consecuencia de las ondas de choque y otros efectos (hélice, etc) se generan las turbulencias de estela, cosa que NO está modelada en FB y sí estará en BoB. En otras palabras, si os colocáis justo a las 6 y por debajo de otro avión, os pueden pasar cosas tan "divertidas" como que una de vuestras semialas entre en pérdida y de pronto os veáis en invertido sin saber qué ha pasado, o que ese tipo al que íbais a disparar desde las 6 y abajo se ha movido inexplicablemente de vuestro colimador. En el simulador Xtreme Air Racing esto estaba modelado y era "muy cachondo" ;)

Para haceros una idea de la violencia de ondas de choque y turbulencias de estela, os basta con ver una exhibición de la Patrulla águila en un entorno húmedo. Hay una maniobra en la que punto y líder van hacia el público, rompen el uno hacia el otro (aunque uno va por detrás y el otro por delante) y entonces es perfectamente audible un "BOFF" al atravesar el segundo avión la turbulencia de estela del primero. Es como una bofetada pero en el aire, y sin mano visible. Algo parecido se peude apreciar también si os colocáis bajo la cabecera de pista de un aeropuerto; no pocas veces he escuchado encima de mi cabeza, justo después de pasar un avión aterrizando, como si alguien agitase un enorme mantel, pero miras arriba y no se ve nada. Son sólo masas de aire turbulento que colisiona, y el efecto llega a ser fantasmagórico... pero es real :)

 

 

pero si que tienen que tener una altitud promedio en base a este fin.

 

Más que "promedio", "óptima" en este caso... pozi, los ingenieros se hacían sus tablas o diseñaban el avión para ello, siempre en función de los requerimientos que les habían pedido (aunque unas pocas veces diseñando aviones por su cuenta en base a lo que creían necesario), optimizando los aviones para la altura a la que iban a combatir.

 

 

Pero no podra ser una misma altitud para todas las naves de la epoca, eso es imposible, serian varias, mas o menos parecidas, es que todos los aviones son diferentes y cada uno tiene cu propia conbinacion aerodinamica, motris, etc etc.

 

Efestivamente, las alturas para rendimientos ópimos de distintos parámetros ni siquiera son las mismas en distintas variantes del mismo avión. Por eso al Spit se le recortaban las alas para vuelo a baja altura (menos resistencia ergo más velocidad, más grados por segundo en alabeo...), o se le alargaban para gran altitud (más sustentación, más control a grandes alturas).

 

Por eso el diseño perfecto para todo no existe; elegir un diseño para un avión te hace desestimar otras alternativas, y tu avión será bueno en lo que lo diseñes, pero en nada más, o si lo es, será de casualidad.

 

 

A que exactamente te refieres con eso que subralle? Osea porque el motor Jet a mucha altitud deja de ser eficiente? <_<

 

Pozi, como todos los motores... sólo que los reactores rinden comparativamente mejor en altura que los de pistón.

 

El porqué es muy claro; un motor a reacción tiene una turbina con varias etapas. En cada etapa, muchos álabes se encargan de comprimir el aire a muy alta velocidad para pasarlo a la cámara de combustión, donde se enciende y genera empuje, logrando una compresión muy alta aunque esta reacción se produzca a gran altitud.

 

Vamos, que el reactor está diseñado para comprimir... funciona así. :)

 

El motor a pistón está diseñado para hacer explotar mezcla de aire comprimido y gasolina dentro del cilindro, pero la presión a la que se entra el aire para producir dicha explosión es menor a más sube el avión, por eso se tiene que recurrir a mecanismos que compriman el aire, para que entre comprimido en el cilindro, evitanto que la presión de admisión baje demasiado. Puedes comprobarlo en el indicador de presión de admisión; en el Fw-190 y Bf-109 los tienes arriba a la derecha. Despega a tope y verás que la aguja indica algo, según el modelo, y ve subiendo. Verás que aunque tengas la palanca de gases a tope, la presión de admisión baja a tanto más subes.

 

El caso del Bf-109E-7/Z también es muy claro, tú sube y mira como cae la presión, y por encima de 5.000 metros, mete potencia de emergencia. Verás la repentina subida de presión, y puede que incluso te carques el motor de golpe si la activas demasiado bajo. Es que este modelo en concreto estaba diseñado para volar a gran altura, con un dispositivo de sobrecopresión acojonante... :)

 

Pero ni eso es milagroso, e incluso con el E-7/Z, si sigues subiendo, notarás que la presión cae igualmente, hasta llegar a la altura en la que la presión es ridícula para darle potencia a la hélice, y encima, la hélice misma no es eficaz.

 

Por eso llegarás al techo operativo y te caerás mucho antes de que el motor se apague por falta de oxígeno. Por eso la atmósfera de FB sólo llega a los 10.000 metros; por encima de esa altura los parámetros se mantienen, o eso dijo Oleg hace tiempo. Pues otro fiasco, porque el Ta-152, P-38, y semejantes especiaes de gran altura rendían mejor por encima de esa altura mientras los demás avipnes literalmente se caían. Los bombarderos también, por su mayor superficie alar; no pocas veces había escapado por altura, viendo cómo los Fiat se caían al intentar alcanzarme.

 

Por todo esto los reactores pueden llevar el avión más alto, incluso hasta que a extremada altura se apagan, concretamente en torno a los 60.000 pies. Esto está bien modelado en muchos simuladores, uno que recuerdo que lo tenía bien era Jetfighter II haces unos 14 años, y otro era EF2000, hace unos 10 años. Hice pruebas de a ver a qué altura podía llegar, la cosa consistía en subir a 45.000 pies, alcanzar la velocidad máxima y trepar a todo lo que daba el avión.

 

A partir de 60.000 pies, el escaso oxígeno. Provocaba flameout en los motores, pero por la inercia con la que partía desde 45.000 pies, implicaba que el avión siguiese subiendo, a veces hasta los 80.000 pies. A esa altura, el cielo era violeta y la tierra casi no se veía. Cuando se iniciaba la caída había que andarse con cuidado, porque al ser tan escasamente denso el aire, podía pasar que ninguna superficie aerodinámica fuese eficaz en los primeros momentos de la caída dada la baja velocidad inicial, con lo que te podías meter en las barrenas más anárquicas que te puedas imaginar, que no podías sacar hasta que el aire era lo suficientemente denso (o ibas a la suficiente velocidad) como para que las superficies de control tuviesen alguna autoridad. Seguías bajando, y sólo por debajo de 60.000 pies podías volver a encender los motores...

 

 

A un motor de pistón probablemente le pasaría lo mismo a esa altura o incluso a menos, pero un motor de pistón mueve una hélice, y las hélices pierden eficacia mucho antes que los reactores, resultando en que no puedes conseguir velocidad para conseguir mantener el avión en el aire y se te cae. Cuando eso pasa has llegado al techo de servicio.

 

Sobre techos de servicio, un veterano de la GCE me llegó a comentar que había llevado su Mosca, el más tuneado de toda la guerra (CM-249) hasta los 11.000 metros (33.000 pies).

 

En la WWII los combates a esas alturas llegaron a ser habituales... online rara vez sucede, pero sólo os digo, y con ello vuelvo al tema de la autonomía, que el crack nº1 de la arena de Warbirds americano volaba en P-38.

 

El tío se ponía de entrada a 35.000 pies o más. Desde ahí, reducía velocidad hasta casi el mínimo y buscaba contactos. cuando encontraba uno, bajaba, lo tumbaba de una o dos pasadas, y vuelta parriba. Sus patrullas solían durar entre hora y media o dos horas, y era capaz de derribar hasta 10 tipos en una salida. Para él de 3 a 5 derribos era lo normal. La cosa se acabó cuando se empezaron a hacer patrullas para cazarle en aterrizaje... y ni así. ;)

:blink: Eh creado un moustruoo :icon_mrgreen:

Honbres, ahora fue que pude leer tus respuestas, pues a veces no puedo cuando es tarde porque ya tengo los ojos que me suplican que no los fije tanto en la pc, y menos en lectiras en el monitor.

Bueno, si muy bueno e interesante tu argumento, a parte de amplio; pero tio, yo no me referia a nada de eso con mi pregunta para amalahama :lol:, fue que le prgunte eso, pues para ver que me decia y entonces decirle algo, pues no se por donde venia el con lo que dijo de los motores a grandes alturas y demas; me explico, no es que diga que no es asi, sino, que queria ver cual era la razon que el me daba respecto a la perdida de empuje de los motores. :icon_mrgreen: Me refiero al empuje en si, no a los pro y contras de los motores, pues me parecio entender que el empuje disminuia por la poca dencidad del aire.

 

 

saludetes

 

Venga saludetes

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Bueno, si muy bueno e interesante tu argumento, a parte de amplio; pero tio, yo no me referia a nada de eso con mi pregunta para amalahama :lol:, fue que le prgunte eso, pues para ver que me decia y entonces decirle algo, pues no se por donde venia el con lo que dijo de los motores a grandes alturas y demas; me explico, no es que diga que no es asi, sino, que queria ver cual era la razon que el me daba respecto a la perdida de empuje de los motores. :icon_mrgreen: Me refiero al empuje en si, no a los pro y contras de los motores, pues me parecio entender que el empuje disminuia por la poca dencidad del aire.

 

Pero he contestado algo distinto? La potencia, empuje o como le quieras llamar de unos motores y otros se reduce con la densidad, pero a los reacotres no les afecta apenas la baja densidad del aire en altura. Resumiendo, vamos... ;)

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Bueno, si muy bueno e interesante tu argumento, a parte de amplio; pero tio, yo no me referia a nada de eso con mi pregunta para amalahama :lol:, fue que le prgunte eso, pues para ver que me decia y entonces decirle algo, pues no se por donde venia el con lo que dijo de los motores a grandes alturas y demas; me explico, no es que diga que no es asi, sino, que queria ver cual era la razon que el me daba respecto a la perdida de empuje de los motores. :icon_mrgreen: Me refiero al empuje en si, no a los pro y contras de los motores, pues me parecio entender que el empuje disminuia por la poca dencidad del aire.

 

Pero he contestado algo distinto? La potencia, empuje o como le quieras llamar de unos motores y otros se reduce con la densidad, pero a los reacotres no les afecta apenas la baja densidad del aire en altura. Resumiendo, vamos... ;)

Ok, bien, ahora. El empuje, no la potencia (claro que no es lo mismo) Ok, te lo ejemplificare de la siguiente forma. Imaginate que un motor jet, con una configuracion determinada, de mesclas de oxigeno, conbustible, densidad e incluso riquesa del aire entrante, tiene un empuje de unos 1000 k/cm 2 a 15.000 m de altitud, por ejemplo.

Ahora, el mimo motor, exactamente igual y con las mismas condisiones de mescla, conbustibles, oxigeno, todo igualito, peeero, mucho mas alto,el doble, diriamos unos 30.000 m. El efecto de empuje de este aparato, es el mismo?

Recuerda que aunque es imposible que el elemento de entrada, prosesamiento, o conbustion y compresion y por ende la salida, no puede ser igual, pero suponiendo que todo esto se mantiene constante. Como seria simplemente el empuje en alturas mucho mas altas? Osea si el motor jet empujara realmente, a pezar de que tiene menos efecto en presencia de un anbiente mas lijero, como es el aire menos denso. A ver.

 

Era esa la idea mia :grin:

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Bueno, si muy bueno e interesante tu argumento, a parte de amplio; pero tio, yo no me referia a nada de eso con mi pregunta para amalahama :lol:, fue que le prgunte eso, pues para ver que me decia y entonces decirle algo, pues no se por donde venia el con lo que dijo de los motores a grandes alturas y demas; me explico, no es que diga que no es asi, sino, que queria ver cual era la razon que el me daba respecto a la perdida de empuje de los motores. :icon_mrgreen: Me refiero al empuje en si, no a los pro y contras de los motores, pues me parecio entender que el empuje disminuia por la poca dencidad del aire.

 

Pero he contestado algo distinto? La potencia, empuje o como le quieras llamar de unos motores y otros se reduce con la densidad, pero a los reacotres no les afecta apenas la baja densidad del aire en altura. Resumiendo, vamos... ;)

Ok, bien, ahora. El empuje, no la potencia (claro que no es lo mismo) Ok, te lo ejemplificare de la siguiente forma. Imaginate que un motor jet, con una configuracion determinada, de mesclas de oxigeno, conbustible, densidad e incluso riquesa del aire entrante, tiene un empuje de unos 1000 k/cm 2 a 15.000 m de altitud, por ejemplo.

Ahora, el mimo motor, exactamente igual y con las mismas condisiones de mescla, conbustibles, oxigeno, todo igualito, peeero, mucho mas alto,el doble, diriamos unos 30.000 m. El efecto de empuje de este aparato, es el mismo?

Recuerda que aunque es imposible que el elemento de entrada, prosesamiento, o conbustion y compresion y por ende la salida, no puede ser igual, pero suponiendo que todo esto se mantiene constante. Como seria simplemente el empuje en alturas mucho mas altas? Osea si el motor jet empujara realmente, a pezar de que tiene menos efecto en presencia de un anbiente mas lijero, como es el aire menos denso. A ver.

 

Era esa la idea mia :grin:

 

Primero, el empuje se mide en Newtons, que son kilogramos por metro partido por segundo cuadrado.

 

Segundo, nadie ha dicho que un reactor no pierda potencia con la altura. Lo que al menos yo he dicho es que, primero, la pérdida es gradual y más suave que en el caso de los aviones de pistón, y segundo que la disminución de temperatura de entrada y demás pueden hacer incluso que el motor funcione más eficazmente. Mira, exactamente no me acuerdo de como iba, no es tan fácil como decir "esto es así por X causa", porque hay muchas cosas relacionadas. Si quieres más, pues cuando tenga tiempo te escaneo algunas gráficas, ahora no tengo ganas la verdad.

 

Y tercero, en primera aproximación, la relación de compresión del compresor, que es un factor determinante, sólo depende de la velocidad de entrada. Puede depender de la temperatura en el sentido en que si se llega en algún punto a Mach 1 (recuerda que al estar el rotor girando introducimos potencia, y aceleramos el aire, y que el número de Mach depende de la temperatura) hay problemas, pero ya está. Las demás dependencias son de segundo orden o menos importantes. La cámara de combustión, pues ídem, sólo depende del aire que le llega del compresor y del combustible y tal. La turbina igual. Realmente el único elemento que se vería influenciado por las diferencias de cota sería la tobera de escape, ya que a mayor altura la presión baja y se puede llegar a bloquear. Pero para eso se invento las toberas de geometría variable. Con esto te quiero decir que el funcionamiento del motor depende poco de la altura, pero claro, entra menos gasto (menos cantidad de aire), y por tanto generará menos empuje. Pero dentro, los parámetros como relac. de compresión, rendimientos etc... son más o menos constantes.

 

En fin, bueno que me voy a la cama :xd:

 

Saludos!!!!

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Bueno, si muy bueno e interesante tu argumento, a parte de amplio; pero tio, yo no me referia a nada de eso con mi pregunta para amalahama :lol:, fue que le prgunte eso, pues para ver que me decia y entonces decirle algo, pues no se por donde venia el con lo que dijo de los motores a grandes alturas y demas; me explico, no es que diga que no es asi, sino, que queria ver cual era la razon que el me daba respecto a la perdida de empuje de los motores. :icon_mrgreen: Me refiero al empuje en si, no a los pro y contras de los motores, pues me parecio entender que el empuje disminuia por la poca dencidad del aire.

 

Pero he contestado algo distinto? La potencia, empuje o como le quieras llamar de unos motores y otros se reduce con la densidad, pero a los reacotres no les afecta apenas la baja densidad del aire en altura. Resumiendo, vamos... ;)

Ok, bien, ahora. El empuje, no la potencia (claro que no es lo mismo) Ok, te lo ejemplificare de la siguiente forma. Imaginate que un motor jet, con una configuracion determinada, de mesclas de oxigeno, conbustible, densidad e incluso riquesa del aire entrante, tiene un empuje de unos 1000 k/cm 2 a 15.000 m de altitud, por ejemplo.

Ahora, el mimo motor, exactamente igual y con las mismas condisiones de mescla, conbustibles, oxigeno, todo igualito, peeero, mucho mas alto,el doble, diriamos unos 30.000 m. El efecto de empuje de este aparato, es el mismo?

Recuerda que aunque es imposible que el elemento de entrada, prosesamiento, o conbustion y compresion y por ende la salida, no puede ser igual, pero suponiendo que todo esto se mantiene constante. Como seria simplemente el empuje en alturas mucho mas altas? Osea si el motor jet empujara realmente, a pezar de que tiene menos efecto en presencia de un anbiente mas lijero, como es el aire menos denso. A ver.

 

Era esa la idea mia :grin:

 

Primero, el empuje se mide en Newtons, que son kilogramos por metro partido por segundo cuadrado.

 

Segundo, nadie ha dicho que un reactor no pierda potencia con la altura. Lo que al menos yo he dicho es que, primero, la pérdida es gradual y más suave que en el caso de los aviones de pistón, y segundo que la disminución de temperatura de entrada y demás pueden hacer incluso que el motor funcione más eficazmente. Mira, exactamente no me acuerdo de como iba, no es tan fácil como decir "esto es así por X causa", porque hay muchas cosas relacionadas. Si quieres más, pues cuando tenga tiempo te escaneo algunas gráficas, ahora no tengo ganas la verdad.

 

Y tercero, en primera aproximación, la relación de compresión del compresor, que es un factor determinante, sólo depende de la velocidad de entrada. Puede depender de la temperatura en el sentido en que si se llega en algún punto a Mach 1 (recuerda que al estar el rotor girando introducimos potencia, y aceleramos el aire, y que el número de Mach depende de la temperatura) hay problemas, pero ya está. Las demás dependencias son de segundo orden o menos importantes. La cámara de combustión, pues ídem, sólo depende del aire que le llega del compresor y del combustible y tal. La turbina igual. Realmente el único elemento que se vería influenciado por las diferencias de cota sería la tobera de escape, ya que a mayor altura la presión baja y se puede llegar a bloquear. Pero para eso se invento las toberas de geometría variable. Con esto te quiero decir que el funcionamiento del motor depende poco de la altura, pero claro, entra menos gasto (menos cantidad de aire), y por tanto generará menos empuje. Pero dentro, los parámetros como relac. de compresión, rendimientos etc... son más o menos constantes.

 

En fin, bueno que me voy a la cama :xd:

 

Saludos!!!!

:rolleyes:

Brother, yo te entiendo perfectamente, pero me estas repitiendo lo mismo, osea, me estas hablando del funcionamiento del motor y de la perdida de potencia del mismo, pero que yo no estaba hablando de eso; sino del empuje en cuestio, solo empuje. Pero ya, si quieres dejemos esto asi :unsure: que parece que TUKIE tu y yo no nos pondremos de acuerdo :icon_mrgreen:, el parece que se rindió y yo como que si tiro la toalla ahora mismo tanbien :icon_mrgreen:, pero recuerda, que es porque no llegamos a ponernos deacuerdo, osea que no refuto tus afirmaciones, ni las de TUKIE tampoco, sino que como que no me puedo dar bien a entender, y por ende no nos entendemos, pero no pasa nada, todo bien :icon_mrgreen:

 

 

Venga, un saludete

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