馃敶✈️ 152. Aviaci贸n 馃殎: Superficies de Control de Vuelo - Flight Control Surfaces
Superficies de Control de Vuelo - Flight Control Surfaces
El control direccional de una aeronave de ala fija tiene lugar alrededor de los ejes lateral, longitudinal y vertical por medio de superficies de control de vuelo dise帽adas para crear movimiento alrededor de estos ejes.
Estos dispositivos de control son superficies articuladas o m贸viles mediante las cuales se controla la actitud de una aeronave durante el despegue, el vuelo y el aterrizaje. Suelen dividirse en dos grandes grupos:
1) Superficies de control de vuelo primarias o principales y
2) Superficies de control secundarias o auxiliares.
Superficies de control de vuelo primarias - Primary Flight Control Surfaces
Las superficies de control de vuelo primarias en un avi贸n de ala fija incluyen: alerones, elevadores y el tim贸n. Los alerones est谩n fijados al borde de salida de ambas alas y, al moverlos, hacen girar la aeronave alrededor del eje longitudinal.
El elevador est谩 unido al borde de salida del estabilizador horizontal. Cuando se mueve, modifica el cabeceo de la aeronave, que es la actitud sobre el eje horizontal o lateral. El tim贸n est谩 unido al borde de salida del estabilizador vertical. Cuando el tim贸n cambia de posici贸n, la aeronave gira sobre el eje vertical (gui帽ada).
Las superficies de mando primarias suelen ser similares en su construcci贸n y s贸lo var铆an en tama帽o, forma y m茅todos de fijaci贸n. En las aeronaves ligeras de aluminio, su estructura suele ser similar a la de un ala totalmente met谩lica.
Esto es apropiado porque las superficies de control primarias son simplemente dispositivos aerodin谩micos m谩s peque帽os. Suelen estar fabricadas con una estructura de aleaci贸n de aluminio construida en torno a un 煤nico larguero o tubo de torsi贸n al que se le colocan las costillas y se fija un revestimiento. En muchos casos, las costillas ligeras se estampan a partir de l谩minas de aluminio planas. Los agujeros en las costillas aligeran el conjunto.
El revestimiento de aluminio se fija con remaches. La figura ilustra este tipo de estructura, que puede encontrarse en las superficies de control primarias de los aviones ligeros, as铆 como en los aviones medianos y pesados.
Las superficies de control primarias construidas con materiales compuestos tambi茅n se utilizan habitualmente. Se encuentran en muchas aeronaves pesadas y de alto rendimiento, as铆 como en planeadores, aviones caseros y aeronaves deportivas ligeras. Las ventajas de peso y resistencia sobre la construcci贸n tradicional pueden ser significativas.
Se emplea una gran variedad de materiales y t茅cnicas de construcci贸n. La figura muestra ejemplos de aeronaves que utilizan tecnolog铆a de materiales compuestos en las superficies de control de vuelo primarias.
Obs茅rvese que las superficies de control de las aeronaves con revestimiento de tela suelen tener superficies con revestimiento de tela, al igual que las aeronaves con revestimiento de aluminio (ligeras) suelen tener superficies de control totalmente de aluminio. Es fundamental que las superficies de control primarias est茅n equilibradas para que no vibren ni se agiten con el viento.
Realizado seg煤n las instrucciones del fabricante, el equilibrado suele consistir en asegurar que el centro de gravedad de un dispositivo concreto est茅 en el punto de articulaci贸n o por delante del mismo.
Si no se equilibra correctamente una superficie de control, puede producirse un fallo catastr贸fico. La figura ilustra varias configuraciones de alerones con sus puntos de articulaci贸n muy por detr谩s del borde de ataque. Esta es una caracter铆stica de dise帽o com煤n utilizada para evitar el flameo.
Alerones - Ailerons
Los alerones son las principales superficies de control de vuelo que mueven la aeronave alrededor del eje longitudinal. En otras palabras, el movimiento de los alerones en vuelo hace que la aeronave ruede. Los alerones suelen estar situados en el borde de salida de cada una de las alas. Est谩n integrados en el ala y se calculan como parte de la superficie del ala. La figura muestra la ubicaci贸n de los alerones en varios dise帽os de puntas de ala.
Superficies de control de vuelo secundarias o auxiliares
| Nombre | Ubicaci贸n | Funci贸n |
| Flaps | Borde de salida interior de las alas | Extiende la curvatura del ala para una mayor sustentaci贸n y un vuelo m谩s lento. Permite el control a bajas velocidades para despegues y aterrizajes en campos cortos. |
| Trim tabs (Compensadores) | Borde de salida de las superficies de control de vuelo primarias | Reduce la fuerza necesaria para mover una superficie de control primaria. |
| Balance tabs (Aletas de compensaci贸n) | Borde de salida de las superficies de control de vuelo primarias | Reduce la fuerza necesaria para mover una superficie de control primaria. |
| Anti-balance tabs (Aletas anti-compensadoras) | Borde de salida de las superficies de control de vuelo primarias | Aumenta la sensaci贸n y la eficacia de la superficie de control principal. |
| Servo tabs (Aletas servo) | Borde de salida de las superficies de control de vuelo primarias | Asiste o proporciona la fuerza para mover un control de vuelo primario. |
| Spoilers (Aerofrenos/Disruptores) | Borde superior y/o borde de salida del ala | Disminuye (spoils) la sustentaci贸n. Puede aumentar la funci贸n de los alerones. |
| Slats (Ranyras de borde de ataque m贸viles) | Borde de ataque medio y exterior del ala | Extiende la curvatura del ala para una mayor sustentaci贸n y un vuelo m谩s lento. Permite el control a bajas velocidades para despegues y aterrizajes en campos cortos. |
| Slots (Ranuras de borde de ataque fijas) | Borde de ataque exterior del ala delante de los alerones | Dirige el aire sobre la superficie superior del ala durante un 谩ngulo de ataque elevado. Reduce la velocidad de p茅rdida y proporciona control durante el vuelo lento. |
| Leading edge flap (Flap de borde de ataque) | Borde de ataque interior del ala | Extiende la curvatura del ala para una mayor sustentaci贸n y un vuelo m谩s lento. Permite el control a bajas velocidades para despegues y aterrizajes en campos cortos. |
Nota: Una aeronave puede no tener ninguna, una o una combinaci贸n de las superficies de control.
Los alerones se controlan mediante un movimiento de lado a lado de la palanca de control en la cabina o una rotaci贸n del yugo de control. Cuando el aler贸n de un ala se desv铆a hacia abajo, el aler贸n del ala opuesta se desv铆a hacia arriba. Esto amplifica el movimiento del avi贸n alrededor del eje longitudinal.
En el ala en la que el borde de fuga del aler贸n se desplaza hacia abajo, aumenta la comba y la sustentaci贸n. Por el contrario, en la otra ala, el aler贸n levantado disminuye la sustentaci贸n. El resultado es una respuesta sensible a la entrada de control para hacer rodar el avi贸n.
La solicitud del piloto para el movimiento de los alerones y el alabeo se transmite desde la cabina de mando a la superficie de control real de diversas maneras, dependiendo de la aeronave. Se puede emplear un sistema de cables y poleas de control, tubos de empuje y tracci贸n, hidr谩ulicos, el茅ctricos o una combinaci贸n de ellos.
Las aeronaves sencillas y ligeras no suelen tener un control de alerones hidr谩ulico o el茅ctrico fly-by-wire. Estos se encuentran en las aeronaves pesadas y de alto rendimiento.
Las aeronaves grandes y algunas de alto rendimiento tambi茅n pueden tener un segundo conjunto de alerones situados en el borde de salida de las alas. Estos forman parte de un complejo sistema de superficies de control primarias y secundarias que se utilizan para proporcionar control lateral y estabilidad en vuelo.
A bajas velocidades, los alerones pueden ser aumentados por el uso de flaps y spoilers. A altas velocidades, s贸lo se requiere la deflexi贸n de los alerones interiores para hacer rodar la aeronave, mientras que las otras superficies de control se bloquean o permanecen estacionarias.
Elevador - Elevator
El elevador es la principal superficie de control de vuelo que mueve el avi贸n alrededor del eje horizontal o lateral. Esto hace que la nariz de la aeronave se incline hacia arriba o hacia abajo.
El elevador est谩 articulado al borde de salida del estabilizador horizontal y suele abarcar la mayor parte o toda su anchura. Se controla en la cabina empujando o tirando de la palanca de control o del yugo hacia delante o hacia atr谩s.
Las aeronaves ligeras utilizan un sistema de cables de control y poleas o tubos de empuje y tracci贸n para transferir las entradas de la cabina al movimiento del elevador. Las aeronaves de alto rendimiento y de gran tama帽o suelen emplear sistemas m谩s complejos.
En estas aeronaves se suele utilizar la energ铆a hidr谩ulica para mover el elevador. En las aeronaves equipadas con controles fly-by-wire, se utiliza una combinaci贸n de energ铆a el茅ctrica e hidr谩ulica.
Tim贸n de Cola - Rudder
El tim贸n es la superficie de control principal que hace que una aeronave se desv铆e o se mueva alrededor del eje vertical. Proporciona un control direccional y, por lo tanto, orienta la nariz de la aeronave en la direcci贸n deseada. La mayor铆a de las aeronaves tienen un solo tim贸n articulado al borde de salida del estabilizador vertical.
Se controla mediante un par de pedales de tim贸n en la cabina. Cuando el pedal derecho se empuja hacia delante, desv铆a el tim贸n hacia la derecha, lo que mueve la nariz del avi贸n hacia la derecha. El pedal izquierdo est谩 preparado para moverse simult谩neamente hacia la popa. Cuando el pedal izquierdo se empuja hacia delante, la nariz de la aeronave se mueve hacia la izquierda.
Al igual que con los dem谩s mandos de vuelo primarios, la transferencia del movimiento de los mandos de la cabina al tim贸n var铆a en funci贸n de la complejidad de la aeronave.
Muchas aeronaves incorporan el movimiento direccional de la rueda de nariz o de cola en el sistema de control del tim贸n para la operaci贸n en tierra. Esto permite al operador dirigir la aeronave con los pedales del tim贸n durante el rodaje cuando la velocidad del aire no es lo suficientemente alta para que las superficies de control sean efectivas. Algunos aviones grandes tienen una disposici贸n de tim贸n dividido.
En realidad se trata de dos timones, uno encima del otro. A bajas velocidades, ambos timones se desv铆an en la misma direcci贸n cuando se pisan los pedales. A velocidades m谩s altas, uno de los timones deja de funcionar, ya que la deflexi贸n de un solo tim贸n es suficiente desde el punto de vista aerodin谩mico para maniobrar la aeronave.
Tabs de control de vuelo
| Tipo | Direcci贸n del movimiento (en relaci贸n con la superficie de control) | Activaci贸n | Efecto |
| Trim (Compensador) | Frente a (Opuesto) | Ajustado por el piloto desde la cabina. Utiliza una conexi贸n independiente. | Equilibra est谩ticamente la aeronave en vuelo. Permite el mantenimiento de las condiciones de vuelo sin necesidad de intervenci贸n. |
| Balance (Equilibrio) | Frente a (Opuesto) | Se mueve cuando el piloto mueve la superficie de control. Acoplado a la conexi贸n de la superficie de control. | Ayuda al piloto a superar la fuerza necesaria para mover la superficie de control. |
| Servo | Frente a (Opuesto) | Vinculado directamente al control de vuelo dispositivo de entrada. Puede ser el medio de control o como medio de control secundario. | Posiciona aerodin谩micamente las superficies de control que requieren demasiada fuerza para moverlas manualmente. |
| Anti-balance o Anti-servo | En el mismo | Vinculado directamente al dispositivo de entrada del control de vuelo. | Aumenta la fuerza que necesita el piloto para cambiar la posici贸n de los mandos de vuelo. Desensibiliza los controles de vuelo. |
| Spring (Resorte) | Frente a (Opuesto) | Situado en la l铆nea de enlace directo con la tab del servo. El resorte ayuda cuando las fuerzas de control se vuelven demasiado altas en el vuelo de alta velocidad. | Permite mover la superficie de control cuando las fuerzas son altas. Inactivo durante el vuelo lento. |
Superficies de control de vuelo de doble prop贸sito
Los alerones, los elevadores y el tim贸n se consideran superficies de control primarias convencionales. Sin embargo, algunas aeronaves est谩n dise帽adas con una superficie de control que puede tener un doble prop贸sito. Por ejemplo, los elevadores realizan las funciones combinadas de los alerones y el elevador.
Una secci贸n de cola horizontal m贸vil, llamada estabilizador, es una superficie de control que combina la acci贸n del estabilizador horizontal y del elevador. B谩sicamente, un estabilizador es un estabilizador horizontal que tambi茅n puede girar sobre el eje horizontal para afectar al cabeceo del avi贸n.
Un tim贸n de direcci贸n combina la acci贸n del tim贸n y del elevador. Esto es posible en aeronaves con empenaje de cola en V, donde no existen los tradicionales estabilizadores horizontal y vertical. En su lugar, dos estabilizadores forman un 谩ngulo hacia arriba y hacia fuera desde el fuselaje de popa en una configuraci贸n en "V".
Cada uno de ellos contiene un tim贸n m贸vil integrado en el borde de fuga. El movimiento de los timones puede alterar el movimiento de la aeronave alrededor del eje horizontal y/o vertical. Adem谩s, algunos aviones est谩n equipados con flaperones. Los flaperones son alerones que tambi茅n pueden actuar como flaps.
Superficies de control secundarias o auxiliares - Secondary or Auxiliary Control Surfaces
Existen varias superficies de control de vuelo secundarias o auxiliares. Sus nombres, ubicaciones y funciones de las de la mayor铆a de los aviones grandes se enumeran en la figura.
Flaps
Los flaps se encuentran en la mayor铆a de los aviones. Suelen estar en el interior de los bordes de salida de las alas adyacentes al fuselaje. Los flaps del borde de ataque tambi茅n son comunes. Se extienden hacia delante y hacia abajo desde el borde de ataque del ala interior.
Los flaps se bajan para aumentar la inclinaci贸n de las alas y proporcionar mayor sustentaci贸n y control a bajas velocidades. Permiten aterrizar a velocidades m谩s lentas y acortan la cantidad de pista necesaria para el despegue y el aterrizaje. La cantidad de flaps que se extienden y el 谩ngulo que forman con el ala se pueden seleccionar desde la cabina. Normalmente, los flaps pueden extenderse hasta 45-50°.
Los flaps suelen construirse con materiales y con t茅cnicas que se utilizan en los otros perfiles a茅reos y superficies de control de un determinado avi贸n. Los flaps de piel y estructura de aluminio son la norma en los aviones ligeros. Los flaps de las aeronaves pesadas y de alto rendimiento tambi茅n pueden ser de aluminio, pero tambi茅n es com煤n el uso de estructuras compuestas.
Hay varios tipos de flaps. Los flaps lisos forman el borde de salida del ala cuando el flap est谩 en posici贸n retra铆da. El flujo de aire sobre el ala contin煤a sobre las superficies superior e inferior del flap, haciendo que el borde de salida del flap sea esencialmente el borde de salida del ala. El flaps liso est谩 articulado para que el borde de fuga pueda bajarse. Esto aumenta la inclinaci贸n del ala y proporciona una mayor sustentaci贸n.
Un flap dividido se aloja normalmente bajo el borde de fuga del ala. Por lo general, se trata de una placa met谩lica plana reforzada que se articula en varios puntos a lo largo de su borde de ataque. La superficie superior del ala se extiende hasta el borde de fuga del flaps.
Cuando se despliega, el borde de fuga del flap se aleja del borde de fuga del ala. El flujo de aire sobre la parte superior del ala sigue siendo el mismo. El flujo de aire por debajo del ala sigue ahora la inclinaci贸n creada por el flap dividido bajado, aumentando la sustentaci贸n.
Los flaps Fowler no s贸lo bajan el borde de fuga del ala cuando se despliegan, sino que tambi茅n se deslizan hacia la popa, aumentando efectivamente la superficie del ala. Esto crea m谩s sustentaci贸n gracias al aumento de la superficie, as铆 como a la inclinaci贸n del ala.
Cuando est谩 plegado, el flap se retrae por debajo del borde de fuga del ala, de forma similar a un flap dividido. El movimiento de deslizamiento de un flap fowler puede realizarse con un accionamiento de tornillo sin fin y pistas de flaps.
Una versi贸n mejorada del flap fowler es un conjunto de flaps que en realidad contiene m谩s de una superficie aerodin谩mica. La figura muestra un flaps con tres ranuras. En esta configuraci贸n, el flap consta de un flap delantero, un flap medio y un flap de popa. Cuando se despliega, cada secci贸n de flaps se desliza hacia la popa sobre orugas mientras desciende.
Las secciones del flap tambi茅n se separan dejando una ranura abierta entre el ala y el flap anterior, as铆 como entre cada una de las secciones del flap. El aire de la parte inferior del ala fluye a trav茅s de estas ranuras. El resultado es que el flujo laminar en las superficies superiores aumenta. La mayor inclinaci贸n y el 谩rea efectiva del ala aumentan la sustentaci贸n general.
Los aviones pesados suelen tener flaps en el borde de ataque que se utilizan junto con los flaps del borde de fuga. Pueden ser de magnesio mecanizado o tener una estructura de aluminio o de material compuesto.
Aunque no se instalan ni funcionan de forma independiente, su uso con los flaps del borde de fuga puede aumentar en gran medida la inclinaci贸n y la sustentaci贸n del ala. Cuando se guardan, los flaps del borde de ataque se retraen en el borde de ataque del ala.
Los diferentes dise帽os de flaps del borde de ataque proporcionan esencialmente el mismo efecto. La activaci贸n de los flaps del borde de fuga despliega autom谩ticamente los flaps del borde de ataque, que son impulsados fuera del borde de ataque y hacia abajo, ampliando la comba del ala.
Slats
Otro dispositivo del borde de ataque que ampl铆a la inclinaci贸n del ala es el slat. Los slats pueden ser operados independientemente de los flaps con su propio interruptor en la cabina.
Los slats no s贸lo se extienden fuera del borde de ataque del ala, aumentando la comba y la sustentaci贸n, sino que la mayor铆a de las veces, cuando est谩n totalmente desplegados, dejan una ranura entre sus bordes de fuga y el borde de ataque del ala.
Esto aumenta el 谩ngulo de ataque en el que el ala mantendr谩 su flujo de aire laminar, lo que resulta en la capacidad de volar el avi贸n m谩s lento con una velocidad de p茅rdida reducida, y a煤n as铆 mantener el control.
Spoilers y frenos de velocidad - Spoilers and Speed Brakes
Un Spoilers es un dispositivo que se encuentra en la superficie superior de muchos aviones pesados y de alto rendimiento. Se guarda a ras de la superficie superior del ala. Cuando se despliega, se eleva hacia la corriente de aire e interrumpe el flujo de aire laminar del ala, reduciendo as铆 la sustentaci贸n.
Los Spoilers se fabrican con materiales y t茅cnicas similares a las de las dem谩s superficies de control de vuelo del avi贸n. A menudo, son paneles planos con n煤cleo de panal de abeja. A bajas velocidades, los alerones est谩n preparados para funcionar cuando act煤an los alerones para ayudar al movimiento lateral y a la estabilidad de la aeronave.
En el ala en la que el aler贸n se mueve hacia arriba, los Spoilers tambi茅n se elevan amplificando as铆 la reducci贸n de la sustentaci贸n en esa ala. En el ala en la que el aler贸n se desplaza hacia abajo, los Spoilers permanecen replegados. A medida que aumenta la velocidad de la aeronave, los alerones se vuelven m谩s eficaces y el aler贸n se desacopla.
Los Spoilers son 煤nicos porque tambi茅n pueden desplegarse completamente en ambas alas para actuar como frenos de velocidad. La reducci贸n de la sustentaci贸n y el aumento de la resistencia pueden reducir r谩pidamente la velocidad del avi贸n en vuelo.
En la superficie superior de las alas de las aeronaves pesadas y de alto rendimiento tambi茅n se pueden encontrar paneles de freno de velocidad espec铆ficos, similares a los alerones de vuelo.
Est谩n dise帽ados espec铆ficamente para aumentar la resistencia y reducir la velocidad de la aeronave cuando se despliegan. Estos paneles de freno de velocidad no funcionan de forma diferencial con los alerones a baja velocidad.
El control del freno de velocidad en la cabina puede desplegar todas las superficies del aler贸n y del freno de velocidad por completo cuando se accionan. A menudo, estas superficies tambi茅n est谩n preparadas para desplegarse en tierra autom谩ticamente cuando se activan los inversores de empuje del motor.
Tabs
La fuerza del aire contra una superficie de control durante la alta velocidad de vuelo puede dificultar el movimiento y el mantenimiento de esa superficie de control en la posici贸n desviada. Una superficie de control tambi茅n puede ser demasiado sensible por razones similares. Se utilizan varias pesta帽as diferentes para ayudar con este tipo de problemas. La tabla de la figura resume las distintas tabs y sus usos.
Durante el vuelo, es deseable que el piloto pueda quitar las manos y los pies de los controles y que la aeronave mantenga su condici贸n de vuelo. Las tabs de trim est谩n dise帽adas para permitir esto. La mayor铆a de las tabs de trim son peque帽as superficies m贸viles situadas en el borde de salida de una superficie de control de vuelo primaria.
Un peque帽o movimiento de la tabs en la direcci贸n opuesta a la direcci贸n de la superficie de control de vuelo se desv铆a, haciendo que el aire golpee la tabs produciendo a su vez una fuerza que ayuda a mantener la superficie de control de vuelo en la posici贸n deseada.
A trav茅s de la conexi贸n establecida desde la cabina de mando, la tabs puede ser posicionada de manera que en realidad est谩 sosteniendo la superficie de control en posici贸n en lugar del piloto. Por lo tanto, las tabs del elevador se utilizan para mantener la velocidad de la aeronave, ya que ayudan a mantener el cabeceo seleccionado.
Las tabs del tim贸n pueden ajustarse para mantener la gui帽ada y el rumbo. Las tabs de los alerones pueden ayudar a mantener las alas niveladas.
Ocasionalmente, una aeronave ligera sencilla puede tener una placa met谩lica fija unida al borde de salida de un mando de vuelo primario, normalmente el tim贸n. Esto es tambi茅n una tabs de trim como se muestra en la figura.
Se puede doblar ligeramente en el suelo para trim la aeronave en vuelo a una condici贸n de manos libres cuando se vuela recto y nivelado. La cantidad correcta de flexi贸n s贸lo se puede determinar volando el avi贸n despu茅s de un ajuste. Tenga en cuenta que una peque帽a cantidad de flexi贸n suele ser suficiente.
El fen贸meno aerodin谩mico de mover una tabs de compensaci贸n en una direcci贸n para hacer que la superficie de control experimente una fuerza que se mueve en la direcci贸n opuesta es exactamente lo que ocurre con el uso de tabs de equilibrio. A menudo, es dif铆cil mover una superficie de control primaria debido a su superficie y a la velocidad del aire que pasa sobre ella.
La desviaci贸n de una tabs de equilibrio articulada en el borde de fuga de la superficie de control en la direcci贸n opuesta al movimiento deseado de la superficie de control provoca una fuerza para posicionar la superficie en la direcci贸n adecuada con una fuerza reducida para hacerlo.
Las tabs de equilibrio suelen estar vinculadas directamente a la conexi贸n de la superficie de control, de modo que se mueven autom谩ticamente cuando se produce un movimiento de la superficie de control. Tambi茅n pueden funcionar como tabs de compensaci贸n, si son ajustables en la cabina de vuelo.
Un servo tab es similar a un tab de equilibrio en su ubicaci贸n y efecto, pero est谩 dise帽ado para operar la superficie de control de vuelo primaria, no s贸lo para reducir la fuerza necesaria para hacerlo. Normalmente se utiliza como medio para respaldar el control primario de las superficies de control de vuelo.
En las aeronaves pesadas, las superficies de control grandes requieren demasiada fuerza para ser movidas manualmente y suelen ser desviadas de la posici贸n neutra por medio de actuadores hidr谩ulicos. Estas unidades de control de potencia se se帽alan a trav茅s de un sistema de v谩lvulas hidr谩ulicas conectadas al yugo y a los pedales del tim贸n.
En las aeronaves fly-by-wire, los actuadores hidr谩ulicos que mueven las superficies de control de vuelo se se帽alizan mediante una entrada el茅ctrica. En caso de fallo del sistema hidr谩ulico, se puede utilizar la conexi贸n manual a una tabs de servo para desviarla. Esto, a su vez, proporciona una fuerza aerodin谩mica que mueve la superficie de control primaria.
Una superficie de control puede requerir una fuerza excesiva para moverse s贸lo en las etapas finales del recorrido. Cuando este es el caso, se puede utilizar una tabs de resorte.
Se trata esencialmente de una tabs de servo que no se activa hasta que se hace un esfuerzo para mover la superficie de control m谩s all谩 de un punto determinado. Cuando se alcanza, un muelle en la l铆nea del varillaje de control ayuda a mover la superficie de control en el resto de su recorrido.
La figura muestra otra forma de ayudar al movimiento de un aler贸n en un avi贸n grande, llamada panel de equilibrio de alerones. No es visible al acercarse a la aeronave, pero est谩 situado en el varillaje que articula el aler贸n con el ala.
Los paneles de equilibrio se han construido t铆picamente con conjuntos de marcos cubiertos de piel de aluminio o con estructuras de nido de abeja de aluminio. El borde de salida del ala, justo por delante del borde de ataque del aler贸n, est谩 sellado para permitir un flujo de aire controlado dentro y fuera de la zona de la bisagra donde se encuentra el panel de equilibrio.
Cuando el aler贸n se mueve desde la posici贸n neutral, la presi贸n diferencial se acumula en un lado del panel de equilibrio. Esta presi贸n diferencial act煤a sobre el panel de equilibrio en una direcci贸n que ayuda al movimiento del aler贸n.
Para movimientos ligeros, desviar la tabs de control en el borde de salida del aler贸n es lo suficientemente f谩cil como para no requerir una ayuda significativa de la tabs de equilibrio. (Sin embargo, a medida que se requiere una mayor deflexi贸n, la fuerza que resiste el movimiento de la tabs de control y de los alerones es mayor y se necesita el aumento de la tabs de equilibrio.
Las juntas y la geometr铆a de montaje permiten que la presi贸n diferencial del flujo de aire en el panel de equilibrio aumente a medida que se incrementa la deflexi贸n de los alerones. Esto hace que la resistencia que se siente al mover los mandos de los alerones sea relativamente constante.
Los tabs antiservo, como su nombre indica, son como las tabs de los servos pero se mueven en la misma direcci贸n que la superficie de control principal. En algunos aviones, especialmente los que tienen un estabilizador horizontal m贸vil, la entrada a la superficie de control puede ser demasiado sensible.
Una tabs antiservo atada a trav茅s del enlace de control crea una fuerza aerodin谩mica que aumenta el esfuerzo necesario para mover la superficie de control. Esto hace que el vuelo del avi贸n sea m谩s estable para el piloto. Si se desv铆a en la misma direcci贸n que el movimiento deseado del estabilizador, aumenta el esfuerzo necesario para la superficie de control.
Winglets
Puede haber otras estructuras visibles en las alas de una aeronave que contribuyen al rendimiento. Los winglets, los generadores de v贸rtices, las vallas de p茅rdida y los sellos de separaci贸n son caracter铆sticas comunes de las alas. En los siguientes p谩rrafos se ofrecen descripciones introductorias de cada uno de ellos.
Un winglet es una elevaci贸n vertical evidente de la punta del ala que se asemeja a un estabilizador vertical. Es un dispositivo aerodin谩mico dise帽ado para reducir la resistencia creada por los v贸rtices de la punta del ala en vuelo. Los winglets, que suelen estar hechos de aluminio o materiales compuestos, pueden dise帽arse para optimizar el rendimiento a la velocidad deseada.
Los generadores de v贸rtices son peque帽as secciones aerodin谩micas que suelen ir unidas a la superficie superior de un ala. Est谩n dise帽ados para promover un flujo de aire laminar positivo sobre el ala y las superficies de control.
Normalmente est谩n hechos de aluminio y se instalan en una o varias l铆neas a lo largo de la envergadura, los v贸rtices creados por estos dispositivos se arremolinan hacia abajo ayudando a mantener la capa l铆mite de aire que fluye sobre el ala. Tambi茅n pueden encontrarse en el fuselaje y el empenaje. La figura muestra los generadores de v贸rtices 煤nicos en un ala del Symphony SA-160.
A menudo, puede existir un hueco entre el borde de fuga estacionario de un ala o estabilizador y la(s) superficie(s) de control m贸vil(s). En 谩ngulos de ataque elevados, el aire de alta presi贸n procedente de la superficie inferior del ala puede interrumpirse en este hueco. El resultado puede ser un flujo de aire turbulento, que aumenta la resistencia.
Tambi茅n hay una tendencia a que parte del aire del l铆mite inferior del ala entre en el hueco e interrumpa el flujo de aire de la superficie superior del ala, lo que a su vez reduce la sustentaci贸n y la capacidad de respuesta de la superficie de control.
El uso de sellos de separaci贸n es com煤n para promover un flujo de aire suave en estas 谩reas de separaci贸n. Los sellos de separaci贸n pueden estar hechos de una amplia variedad de materiales que van desde el aluminio y la tela impregnada hasta la espuma y el pl谩stico.
Una barrera en la superficie superior del ala, llamada valla de p茅rdida, se utiliza para detener el flujo de aire en sentido longitudinal.
Durante el vuelo a baja velocidad, esto puede mantener un flujo de aire adecuado en el sentido de la cuerda, reduciendo la tendencia a la p茅rdida del ala. La valla, que suele ser de aluminio, es una estructura fija muy com煤n en las alas de barrido, que tienen un flujo de aire l铆mite natural que tiende a lo largo de la envergadura.
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