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Posted by on Nov 27, 2012 in Aerodinámica, Blog | 1 comment

Mandos de vuelo y superficies de control

Mandos de vuelo y superficies de control

 
En el post de hoy vamos a ver qué son y para qué sirven los mandos de vuelo o las superficies de control.

Los mandos de vuelo son los mecanismos integrados del avión, que permiten modificar la posición de las superficies de control y de esa manera, poder modificar la posición del avión.

Los mandos de vuelo los podemos clasificar en mandos de vuelo primarios y secundarios.
Los mandos de vuelo primarios nos van a permitir modificar la posición del avión en torno a los 3 ejes del avión.
Y los mandos de vuelo secundarios nos permitirán aumentar o disminuir la sustentación y resistencia del avión.

Mandos de vuelo primarios.
Hemos hecho una tabla con los 3 ejes, su posición y qué superficie de control se mueve para darnos ese movimiento. Entre paréntesis tenéis el nombre en inglés del movimiento.

mandos_vuelo

ejes_Avion

Estos 3 ejes se cruzan en un punto llamado centro de gravedad.

Muchas veces os hacéis un lio con el tema de los ejes. La mejor manera de verlo es imaginando que atravesáis el avión con ese eje, y cómo si fuese un palo, lo cogéis de los extremos y rotáis el palo, de esa manera tendréis el movimiento.

¿Por qué se mueve el avión al mover las superficies de mando?
Lo que estamos haciendo al mover las superficies del avión, es aumentar o disminuir la sustentación de una de las superficies del avión y de esa manera conseguir el movimiento deseado.
En este post (Teoría de la sustentación) vimos cómo la curvatura del perfil nos daba la sustentación. Pues bien, si modificamos esa curvatura, aumentándola o disminuyéndola, cambiaremos también la sustentación en esa superficie.

Timón de profundidad.
El timón de profundidad nos permite realizar el movimiento de cabeceo a través del eje lateral o transversal.
Si bajamos el timón de profundidad aumentaremos la curvatura, de esta manera las partículas que van por encima del perfil van más rápido y nos dan mas sustentación.aileron_movimiento
Por lo tanto al tener más sustentación en la cola del avión, esta sube y el morro baja, picando el avión.
Dentro de la cabina de mandos, se actúa sobre el timón de profundidad tirando de los cuernos o Sidestick (Sube el timón de profundidad) o empujando los cuernos o Sidestick (Baja el timón de profundidad).

Alerones.
Los alerones nos permiten realizar el movimiento de alabeo a través del eje longitudinal.
Si queremos alabear a la derecha (Ala derecha baja y la izquierda sube) queremos que el ala izquierda tenga más sustentación y la derecha menos, por lo que subirá el alerón derecho y bajará el izquierdo.
Los alerones siempre funcionan asimetricamente, uno sube y el otro baja.
Dentro de la cabina de mandos, se actúa sobre los alerones, girando los cuernos o Sidestick a la derecha (Sube el alerón derecho y baja el izquierdo) o hacia la izquierda (Sube el alerón izquierdo y baja el derecho).
viraje alerones
Timón de dirección.
El timón de dirección nos permite realizar el movimiento de guiñada a través del eje vertical.
Lo mismo que en los anteriores.
Viendo el avión desde detrás, si el timón de dirección se mueve a la izquierda, la cola se desplazaría a la derecha y el morro iría a la izquierda.

guiñada avión

Dentro de la cabina de mandos, se actúa sobre el timón de dirección con los pedales. Pisando el pedal derecho, el timón se mueve a la derecha y pisando el pedal izquierdo el timón se mueve a la izquierda.

A la izquierda la cabina de un Airbus, que utiliza Sidestick y a la derecha la cabina de un Boeing que utiliza cuernos.
cockpit_airbuscockpit_boeing

 

Os dejamos un vídeo de la campeona de acrobacias Debby Rihn Harvey, en el que habla de los mandos de vuelo en su avión acrobático.

Mandos de vuelo secundarios.
Los mandos de vuelo secundarios son los compensadores, superficies aumentadoras de sustentación, como Flaps y Slats y superficies rompedoras de sustentación como los spoiler y los aerofrenos.
Vamos a ver algunas de ellas.

Superficies hiper sustentadoras (Flaps y Slats)
Las superficies hiper sustentadoras son unas superficies móviles, que van integradas en los planos, y que al extenderse aumentan la curvatura y la superficie alar, con lo que se consigue una mayor sustentación (y también una mayor resistencia), lo que permite realizar las maniobras de despegue y aterrizaje, a una velocidad menor.

Estas superfícies hiper sustentadoras están constituidas por los Flaps y los Slats, que se encuentran en las alas.

Los Flaps suelen ir situados en la parte posterior del plano (Borde de salida) y tienen varias posiciones que permiten que se extiendan en mayor o menor medida.

Los Slats, están situados en la parte anterior del plano y al extenderse, varían la configuración geométrica del borde de ataque, incrementando la sustentación del ala.

También podemos encontrar Flaps de borde de ataque, pero eso ya lo veremos en otro post.

Cuanto más se extiendan los Flaps, más sustentación darán, pero también mayor resistencia.
Por lo que veréis que al despegar no se extienden tanto como al aterrizar.

En este vídeo podéis ver el avión en la senda de aterrizaje con los Flaps desplegados, luego una vez que el avión aterriza se despliegan los Spoilers para romper la sustentación y al final del vídeo se ve como se repliegan los Flaps.

Estad atentos y veréis que no solo aumenta la curvatura del ala bajando el Flap, si no que aumenta la superficie del ala, ya que sale de debajo de la misma, proporcionando un ala mayor.

Vamos a ver todo lo que podemos encontrarnos en un ala.
flaps slats spoilers

  1. Wing tip o wing Let.
  2. Aleron externo (Baja velocidad)
  3. Alerón interno (Alta velocidad)
  4. Parte del sistema de los Flaps.
  5. Flap Krueger
  6. Slats
  7. Flaps
  8. Flaps
  9. Spoiler/Aerofrenos
  10. Spoiler/Aerofrenos

 

 

Superficies rompedoras de la sustentación (Spoilers/Aero frenos)

Los spoilers/Aero frenos son unas superficies extensibles sobre el extradós del plano, que al desplegarse rompen la corriente laminar del fluido, haciendo que disminuya la sustentación del ala.

Una de las funciones de los spoilers es la de disminuir la velocidad en vuelo, actuando como frenos aerodinámicos.
También se usan para pegar el avión al suelo una vez está la toma asegurada, ya que al desplegarlos rompen la sustentación.

En algunos aviones se pueden extender asimétricamente, con lo cual ayudan a los alerones en los virajes.
En el vídeo que hemos puesto hace algunas líneas, podéis ver como se despliegan al aterrizar.


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1 Comment

  1. Hola buenas,
    que agradable sorpresa me he llevado al ver vuestro espacio. Pues en el nuestro estamos intentando hacer llegar a más personas el mundo de la simulación con artículos muy básicos sobre el funcionamiento de los principales instrumentos de un avión.
    El artículo está muy bien y muy completo. Me gustaría poder compartirlo en nuestro facebook de 1326 fans si me dais permiso. Y si queréis podemos mencionarnos mutuamente.
    He visto que es un proyecto joven así que os deseo toda la suerte del mundo.
    Un saludo.

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