Controles de vuelos cap.-5

Dispositivos de borde de ataque
Dispositivos hipersustentadores también se pueden aplicar al borde de ataque del perfil alar. Los tipos más comunes son las ranuras fijas o slots, slats móviles, flaps de borde de ataque, y cuffs (extensiones en el borde de ataque).

Los slots dirigen el flujo de aire a la superficie superior del ala y retrasa la separación del flujo a altos ángulos de ataque. El slot no aumenta la curvatura del ala, pero permite un CL máximo más alto, porque la pérdida se retrasa hasta que el ala alcanza a un AOA mayor.

Los slats móviles consisten en segmentos del borde de ataque, que se mueven en carriles. A bajos ángulos de ataque, cada slat se mantiene al ras contra el borde de ataque del ala por la alta presión que se forma en el borde de ataque del ala. Al aumentar el AOA, la zona de alta presión se mueve hacia atrás por debajo de la superficie inferior del ala, permitiendo que los slats avancen.

Algunos slats, sin embargo, son operados por el piloto y puede ser desplegado a cualquier AOA.
Desplegar un slat permite que el aire debajo del ala fluya sobre la superficie superior del ala, retrasando la separación del flujo de aire.

Los flaps del borde de ataque, como los flaps de borde de salida, se utilizan para aumentar tanto la CL-MAX como la curvatura de las alas. Este tipo de dispositivo de borde de ataque se utiliza con frecuencia en combinación con flaps de borde de salida y pueden reducir el cabeceo nariz hacia abajo producido por estos últimos. Como sucede con los flaps de borde de salida, un pequeño incremento de los flaps de borde de ataque aumenta la sustentación en un grado mucho mayor que la resistencia. Cuando se extiende una mayor cantidad de flaps, la resistencia aumenta a un ritmo mayor que la sustentación.

Los cuffs son extensiones del borde de ataque, y como los flaps de borde de ataque y de salida, se utilizan para aumentar tanto CL-MAX como la curvatura de las alas. A diferencia de los flaps de borde de ataque y de salida, son dispositivos aerodinámicos fijos. En la mayoría de los casos las mangas de borde de ataque extienden el borde de ataque hacia abajo y adelante. Esto hace que el
flujo de aire se adhiera mejor al extradós alar a mayores ángulos de ataque, lo que disminuye la velocidad pérdida de un avión. La naturaleza fija de los puños de borde de ataque conlleva una penalización en la velocidad de crucero máxima, pero avances recientes en el diseño y la tecnología han reducido esa penalización.

Spoilers
Encontrados en muchos planeadores y algunos aviones, los dispositivos de alta resistencia llamados spoilers se despliegan desde las alas para eliminar el flujo de aire suave, reduciendo la sustentación y aumentando la resistencia. En planeadores, los spoilers son mayormente usados para controlar la velocidad de descenso para aterrizajes precisos. En otras aeronaves,

los spoilers se utilizan a menudo para el control del alabeo, con la ventaja de la eliminación de la guiñada adversa. Para girar a la derecha, por ejemplo, se levanta el spoiler en el ala derecha, destruyendo parte de la sustentación y creando más resistencia en la derecha. El ala derecha cae, y el avión alabea y gira a la derecha.

Desplegando los spoilers en ambas alas al mismo tiempo permite a la aeronave descender sin ganar velocidad. Los spoilers también se despliegan para ayudar a reducir la carrera en tierra tras el aterrizaje. Al destruir sustentación, transfieren el peso a las ruedas, mejorando la eficacia del frenado.

Sistemas de compensación
Aunque un avión puede ser operado a lo largo de una amplia gama de actitudes, velocidades y ajustes de potencia, sólo puede ser diseñado para volar sin manos dentro de una combinación muy limitada de estas variables. Los sistemas compensadores se usan para aliviar el piloto de la necesidad de mantener una presión constante sobre los controles de vuelo, y generalmente
consisten de controles en cabina y pequeños dispositivos articulados unidos al borde de salida de una o más de las superficies de control de vuelo primarias.

Diseñado para ayudar a minimizar la carga de trabajo de un piloto, los sistemas de compensación asisten aerodinámicamente el movimiento y la posición de la superficie de control de vuelo a la que están unidos. Los tipos más comunes de sistemas de compensación incluyen aletas (tabs) de compensación, aletas de balance, aletas antiservo, aletas ajustables en tierra, y un estabilizador ajustable.

Aletas (tabs) de compensación
La instalación más común en aeronaves pequeñas es una sola aleta de compensación unida al borde de salida del elevador. La mayoría de los tabs de compensación se accionan manualmente mediante una pequeña rueda de control montada verticalmente. Sin embargo, una manivela de compensación se puede encontrar en algunos aviones. El control de la cabina de vuelo incluye un indicador de posición. Colocando el control de compensación en posición de toda nariz hacia abajo mueve la aleta de compensación a su posición más alta.

Con la aleta hacia arriba y en la corriente de aire, el flujo de aire sobre la superficie horizontal de cola tiende a forzar el borde de salida del elevador hacia abajo.

Esto hace que la cola del avión se mueva hacia arriba, y la nariz hacia abajo.

Si la aleta de compensación se ajusta al máximo nariz arriba, el tab se mueve a su máxima posición abajo. En este caso, el aire fluyendo bajo la superficie de cola horizontal golpea el tab y fuerza al borde de salida del elevador hacia arriba, reduciendo el AOA del elevador.

Esto hace que la cola del avión se mueva hacia abajo, y la nariz se mueva hacia arriba.

A pesar del movimiento direccional opuesto del tab y el elevador, el control de compensación es natural para un piloto. Si el piloto necesita ejercer presión constante hacia atrás sobre el mando, está indicada la necesidad de compensación nariz arriba. El procedimiento normal de compensación es que continúe compensando hasta que la aeronave está equilibrada y la condición de picado ya no es aparente. Los pilotos suelen establecer la potencia deseada, la actitud de cabeceo, y la configuración primero, y luego compensan el avión para aliviar las presiones sobre el control que puedan existir para esa condición de vuelo. Cada vez que se cambia la configuración, la potencia, o la actitud de cabeceo, se espera que sea necesario compensar otra vez para aliviar las presiones de control para la nueva condición de vuelo.

Tabs de Balance
Las fuerzas de control pueden ser excesivamente altas en algunos aviones, y, con el fin de disminuirlas, el fabricante puede utilizar tabs de balance. Se parecen a aletas compensadoras y se articulan aproximadamente en los mismos lugares. La diferencia esencial entre las dos es que los tabs de balance están acoplados a la varilla de la superficie de control de modo que cuando la superficie de control primaria se mueve en cualquier dirección, el tab se mueve automáticamente en la dirección opuesta. El flujo de aire golpeando el tab compensa un poco la presión del aire contra la superficie de control primaria, y permite al piloto mover y mantener más fácilmente la superficie de control en su posición.

Si la unión entre el tab de balance y la superficie fija es ajustable desde la cabina de vuelo, el tab actúa como un tab de compensación y balance combinados que se puede ajustar a cualquier deflexión deseada.

Tabs Antiservo
Los tabs antiservo trabajan en la misma manera que los tabs de balance excepto que, en lugar de moverse en la dirección opuesta, se mueven en la misma dirección que el borde de salida del stabilator. Además de disminuir la sensibilidad del stabilator, un tab antiservo también funciona como un dispositivo compensador para aliviar la presión de control y mantener el stabilator en la posición deseada. El extremo fijo de la unión está en el lado opuesto de la superficie; cuando el borde de salida del stabilator se mueve hacia arriba, la unión fuerza al borde de salida del tab hacia arriba. Cuando el stabilator se mueve hacia abajo, el tab también se mueve hacia abajo. Por el contrario, los tabs de compensación en elevadores se mueven en sentido contrario a la superficie de control.

Tabs ajustables en tierra
Muchos aviones pequeños tienen una aleta compensadora metálica no movible en el timón. Esta aleta se dobla en un sentido o en el otro mientras está en tierra para aplicar una fuerza de compensación al timón.

El desplazamiento correcto se determina por ensayo y error. Por lo general, son necesarios pequeños ajustes hasta que el avión no derrapa más a izquierda o derecha durante el vuelo normal de crucero.

Estabilizador ajustable
En lugar de utilizar un tab móvil en el borde de salida del elevador, algunos aviones tienen un estabilizador ajustable. Con esta disposición, las uniones pivotan el estabilizador horizontal sobre su larguero posterior.

Esto se logra mediante el uso de un tornillo sinfín montado en el borde de ataque del estabilizador.

En aviones pequeños, el tornillo es operado por cable con una rueda o manija de ajuste. En los aviones más grandes, es accionado por motor. El efecto de compensación y las indicaciones en cabina de un estabilizador ajustable son similares a los de un tab de compensación.

Bibliografía.

U.S. Department of Transportation

Federal Aviation Administration