Consideremos dos tipos de deformaciones: la axial (cambio de curvatura en el sentido de la cuerda de la cometa) y la diédrica (ángulo que se forma a lo largo de la envergadura de la cometa respecto al plano, que se apoya en la espina central).

Dependiendo de la forma de la cometa y de la disposición de las bridas, la deformación axial puede ser cóncava o convexa.

Deformación Axial

Como ya se vio en el apartado del estudio del equilibrio, una cometa plana no puede presentar una ángulo de ataque inferior al crítico, lo que es lo mismo, que el centro de embridado nunca supere la posición del centro de presiones crítico. Una cometa en estas condiciones entrará en pérdida y caerá al suelo.

Si la cometa se vuelve cóncava, por debajo de un ángulo crítico la gráfica es decreciente, lo que implica que si aumenta el ángulo de ataque desde cero hasta el ángulo crítico, la posición del centro de presiones se irá acercando al borde de ataque, con la consiguiente tendencia a planear hacia la posición del piloto. La cuerda o hilo se quedará sin tensión y entrará en pérdida.

Podemos diseñar la cometa cóncava dentro de la zona de planeo, siempre que las bridas de la cometa, se ajusten a un determinado centro de embridado, para las diferentes velocidades del viento.

Por encima del ángulo critico, la cometa debe tener un comportamiento estable.

Consideremos el caso de que una cometa plana, en su posición de equilibrio, se vuelve cóncava o convexa.

Por el contrario, un aumento de la concavidad, para ángulos de ataque superior al crítico (fuera de la zona de planeo), obliga a la cometa a disminuir el ángulo de ataque para restablecer el equilibrio, según se ve en la gráfica. En este caso, aumentará el ángulo de elevación y la cometa ganará altura

Deformación Diédrica

En una cometa con una sola brida central, la fuerza del viento tiende a plegar la estructura hacia atrás y por tanto aumenta el ángulo diédrico.

Para entender los efectos de este tipo de alteración estructural, utilizando los resultados experimentales obtenidos en los túneles de viento, son los que se reflejan en la gráfica.

Se observa que un aumento en el ángulo diédrico no implica una variación de la forma de la curva. Luego la reacción de la cometa frente una perturbación externa no se ve afectada, es decir, conserva las mismas características en cuanto a su estabilidad.

Respecto al ángulo de ataque, si se mantiene el centro de embridado, al aumentar el ángulo diédrico la cometa aumenta su ángulo de ataque. Este aumento, se traducirá nuevamente en una disminución de la altura de vuelo, tal como ocurría con la convexidad.

En la mayoría de las cometas, el hilo no se ata directamente a la estructura de la misma, sino que se hace a la denominada brida.

La brida, posee con independencia de su forma y geometría, las siguientes misiones básicas:

1. Fijan el ángulo de ataque de la cometa
2. Repartir la tensión del hilo entre los distintos puntos de la estructura de la cometa.
3. Permite el control del cabeceo y del balanceo.

Brida Básica

Imaginemos un triángulo formado pos tres varillas, rígidas, de material muy ligero y articulada en los extremos. Aplicaremos un peso P, en la vertical del punto de sustentación.

En esta estructura aparecerán las siguientes fuerzas:

Si el peso P, es mucho más grande que el peso de las armaduras, el conjunto se mantendrá en equilibrio. Las varillas "a" y "b", están trabajando a tracción y la "c" a compresión. Por tanto, se puede sustituir las varillas "a" y "b" por hilos resistentes.

Consideremos una cometa ideal en equilibrio con viento fuerte, que según se vio, el centro de embridado coincide con el centro de presiones (Cp = Ce).

Para la brida considerada supongamos que hacemos x/c = 0,25, es decir. que Cp se encuentra a c/4 del borde de ataque.

Representaremos r_a, r_b y r_c normalizadas a la tensión T en función de y/c.

Esto quiere decir, que la tensión en el hilo es igual a la de la brida "b", el 70% en "a" y el 65% en "c".

Por ejemplo, si la tensión en el hilo T = 15 Kg, tendremos:

r_a = 15 x 0,7 = 10,5 Kg

r_b = 15 Kg

r_c = 15 x 0,65 = 9,8 Kg

Si observamos la gráfica, para relaciones y/c < 0,3, los esfuerzos que se generan en las armaduras aumenta considerablemente:

Lo que resulta que para T = 15 Kg, tendremos:

r_a = r_b = r_c = 2 x 15 = 30 Kg

Estos valores podrían romper los hilos de las bridas y plegar la estructura de la cometa.

Por otro lado, para valores de y/c > 1, los esfuerzos en los hilos y en la estructura de la cometa no varían mucho.

Por tanto como conclusión:

" La relación y/c en una brida, tendrá un valor comprendido entre 0,3 y 1 "

0,3 < y/c < 1

Si por algún motivo, es necesario utilizar una brida con la relación y/c inferior al valor 0,3, tendremos que usar un fijador central o una quilla.

Consideremos las dos situaciones siguientes:

Estos casos son las llamadas "falsas bridas". Si observamos el caso 1, las fuerzas T y Fa tienden a separar los puntos Ce y Cp. Para impedir la deformación de la armadura "a b c", el segmento "a" tiene que ser una varilla rígida, ya que trabaja a compresión.

La situación límite de la falsa brida es la correspondiente al caso 2. Aquí se puede observar que el segmento "b", está en línea con las fuerzas T y Fa. Esto significa que el ángulo de ataque queda fijado por el Cp escogido, y el segmento "a" no hace ningún tipo de esfuerzo, pudiendo ser eliminado.

Por regla general, la falsa brida da malos resultados, por tanto:

" La brida ha de estar unida a la estructura de la cometa, de manera que Cp este situado dentro del segmento c "

Estos criterios utilizados para bridas triangulares, pueden ser empleados en bridas tridimensionales (tetraédricas, etc.).

Como resumen podemos decir que para escoger el centro de embridado más correcto se deben cumplir las tras reglas:

Efecto De La Separación Entre Los Puntos De Unión De Las Bridas

Consideremos las siguientes uniones de una brida simple:

Uniones cerca del centro de presiones

Los casos 1, 4, y 7 tienen en común, que en todos ellos, los puntos de atado de la brida a la estructura se encuentran cerca del centro de presiones (Cp).

En estas condiciones, la fuerza del viento tenderá a deformar la cometa, dándole cierta convexidad, esto se traducirá inevitablemente en un aumento del ángulo de ataque y en una pérdida de la altura de vuelo.

Por lo que respecta a la estabilidad longitudinal, el ajuste es un poco más crítico, que cuando las uniones están más separadas. Esta dificultad aumenta a medida que la relación y/c crece, como en los casos 4 y 7.

Uniones cerca de los extremos

Son las uniones más utilizadas, ya que dan los mejores resultados.

Este tipo de unión (casos 3, 6 y 9), hace que la cometa se estabilice longitudinalmente y permite un ajuste más preciso del centro de presiones.

La estructura de la cometa tiene que ser rígida, para evitar un efecto que aparece a cierta velocidad del viento: el "galopeo".

Este efecto, tiene su explicación por la concavidad que aparece en la estructura. Esto hace que la cometa gane altura y disminuya por lo tanto su ángulo de ataque, lo que implica una disminución de la fuerza aerodinámica. La estructura recuperará la forma plana.

Pero como ha disminuido la fuerza aerodinámica, la cometa pierde la altura que había ganado, aflojando la tensión del hilo. Seguidamente, la cometa se desplazará hacia atrás, hasta que la línea vuelva a tener suficiente tensión y se vuelva a repetir el ciclo, indefinidamente.

Uniones compensadas

Las bridas se unen a la armadura, en puntos intermedios que compensen los efectos anteriores. Estas uniones son las más empleadas en las cometas deportivas o de dos hilos.

Modificando las posiciones de los puntos de unión, es posible llegar a una disposición tal, que el efecto de pérdida de altura por la convexidad de los extremos, quede compensada por el aumento de altura que propicia la concavidad entre las uniones.

Efecto De La Longitud De Las Bridas

En condiciones de viento fuerte y sin tener en cuenta el efecto de la deformación de la estructura, cuanto más grande es la relación y/c, más estable es la cometa.

Sean dos cometas, con diferente relación y/c en sus bridas, y las perturbamos por el borde de fuga.

Además con la relación y/c con un valor próximo a 1, se reducen las tensiones de las cuerdas de las bridas y el esfuerzo de la estructura (deformaciones).

Por otro lado, con vientos suaves, las bridas largas tienen tendencia a corvarse y perder su condición de indeformabilidad. Eso provoca una cierta inestabilidad, en forma de cabeceo, pero sin pérdida de control.

Por lo tanto, como nunca evitaremos las deformaciones, podemos dar la cuarta regla para la situación del centro de embridado:

"Las uniones de las bridas a la armadura de la cometa, se han de situar de manera que compensen el efecto de las deformaciones".

Vamos a estudiar en este apartado, que efectos ocurren en una cometa ideal si construimos otra cometa semejante, aumentando o disminuyendo sus dimensiones.

Cuando variamos las dimensiones de una cometa, para que su vuelo lo haga en las mismas condiciones, no basta que su forma sea semejante, es necesario que se cumplan unas relaciones sencillas para conseguir la semejanza física.

Supongamos que duplicamos la escala de una cometa, su superficie aumentará cuatro veces, pero en cambio su volumen lo hará ocho.

La fuerza aerodinámica en un cometa es proporcional al área efectiva y a la velocidad del viento al cuadrado:

Con esto se quiere decir, que es necesario mantener unas condiciones para que el aumento o disminución en la escala de una cometa no afecten a las características del vuelo.

Formulas de semejanza

Sea L una dimensión lineal de la cometa, su superficie será:

A = L²

Con la cometa en equilibrio, la fuerza aerodinámica es igual al peso;

Fa = P

Como:

Implica:

Definamos una relación denominada "ratio de masa" (MR), que relaciona la masa de aire desplazada por la cometa con la masa de la misma. Este número adimensional, se puede estimar como:

Condiciones para los cambios de escala

Luego el peso debe aumentar en el factor de escala al cubo.

Luego la velocidad del viento nueva con la que volará la cometa es: