Controles de vuelos cap.-4

Timón de dirección
El timón de dirección controla el movimiento de la aeronave alrededor de su eje vertical. Este movimiento se llama giro. Al igual que las otras superficies de control primarias, el timón de dirección es una superficie móvil articulado en una superficie fija, en este caso al estabilizador vertical, o deriva. Moviendo el pedal izquierdo o derecho se controla el timón de dirección.

Cuando el timón se desvía en el flujo de aire, una fuerza horizontal se ejerce en la dirección opuesta.  Al presionar el pedal izquierdo, el timón se mueve a la izquierda. Esto altera el flujo de aire alrededor del estabilizador vertical/timón, y crea una sustentación lateral que mueve la cola hacia la derecha y gira la nariz del avión hacia la izquierda. La eficacia del timón aumenta con la velocidad; por lo tanto, grandes deflexiones a bajas velocidades y deflexiones pequeñas a altas velocidades pueden ser requeridas para proporcionar la reacción deseada. En aviones a hélice, cualquier estela sobre el timón aumenta su eficacia.

Cola en V
El diseño de cola en V utiliza dos superficies de cola inclinadas para realizar las mismas funciones que las superficies de una configuración de elevador y timón convencional. Las superficies fijas actúan como estabilizadores horizontal y vertical.

Las superficies móviles, que suelen ser llamados timones-elevadores, se conectan a través de una vinculación especial que permite a los mandos mover ambas superficies al mismo tiempo. Por otro lado, el desplazamiento de los pedales del timón mueve las superficies diferencialmente, proporcionando de este modo control direccional.

Cuando ambos controles de timón y elevador son movidos por el piloto, un mecanismo de mezcla de control mueve cada superficie la cantidad apropiada. El sistema de control para la cola en V es más complejo que el requerido para una cola convencional. Además, el diseño de cola en V es más susceptible de tender al balanceo del holandés que una cola convencional, y la reducción de resistencia total es mínima.

Controles de Vuelo Secundarios
Los sistemas de control de vuelo secundarios pueden consistir en flaps, dispositivos de borde de ataque, spoilers, y sistemas de compensación.

Flaps
Los flaps son los dispositivos hipersustentadores más comunes utilizados en los aviones. Estas superficies, que están unidas al borde de salida del ala, incrementan tanto la sustentación como la resistencia inducida para cualquier AOA determinado. Los flaps permiten un compromiso entre la alta velocidad de crucero y la baja velocidad de aterrizaje, porque pueden ser extendidos cuando sea necesario, y retraídos en la estructura del ala cuando no se necesita. Hay cuatro tipos comunes de flaps: simples, divididos, ranurados y flaps Fowler.

El flap simple es el más sencillo de los cuatro tipos. Incrementa la curvatura del perfil alar, resultando en un aumento significativo en el coeficiente de sustentación (CL) a un dado AOA. Al mismo tiempo, aumenta considerablemente la resistencia y mueve el centro de presión (CP) del perfil hacia atrás, resultando en un momento de cabeceo hacia abajo.

El flap dividido o de intradós es desplegado desde la superficie inferior del perfil (intradós) y produce un aumento ligeramente mayor en la sustentación que el flap simple. Se crea más resistencia debido al patrón de aire turbulento producido detrás del perfil alar. Cuando están totalmente extendidos, tanto el flap simple como el partido producen mucha resistencia con poca
sustentación adicional.

El flap más popular en los aviones hoy es el flap ranurado. Variaciones de este diseño se utilizan para aeronaves pequeñas, así como para las grandes. Los flaps ranurados aumentan el coeficiente de sustentación significativamente más que los flaps simples o divididos. En aviones pequeños, la bisagra se encuentra debajo de la superficie inferior del flap, y cuando el flap se baja, se forma un conducto entre el ala y el borde de ataque del flap. Cuando el flap ranurado se baja, aire de alta energía de la superficie inferior es conducido a la superficie superior del flap. El aire de alta energía de la ranura acelera la capa límite de la superficie superior y retrasa la separación del flujo de aire, proporcionando un mayor CL. Por lo tanto, el flap ranurado produce un mayor incremento en el coeficiente de sustentación máximo (CL-MAX) que el flap simple o dividido. Si bien existen muchos tipos de flaps ranurados, las aeronaves de gran tamaño suelen tener flaps ranurados dobles y hasta triples. Esto permite el máximo incremento en la resistencia sin que el flujo de aire sobre los flaps se separe y destruya la sustentación que producen.

Los flaps Fowler son un tipo de flap ranurado. Este diseño de flap no sólo cambia la curvatura del ala, sino que también incrementa la superficie de las alas. En lugar de girar hacia abajo en una bisagra, se desliza hacia atrás por carriles. En la primera parte de su extensión, aumenta la resistencia muy poco, pero aumenta la sustentación una gran cantidad ya que incrementa tanto el área como la curvatura. A medida que la extensión continúa, el flap se mueve hacia abajo.

Durante la última parte de su recorrido, el flap aumenta la resistencia con un pequeño aumento adicional de la sustentación.

Bibliografía.

U.S. Department of Transportation

Federal Aviation Administration