Estabilización y Control de Vuelo Automático en Aeronaves

1. Estabilización de la Aeronave y Tiempo de Reacción

Para mantener la estabilidad del avión en un corto tiempo de reacción, ¿qué debe suceder en un lazo cerrado o de auto estabilización?

Lo que debe suceder es que el sistema sea capaz de:

• Notar el cambio de actitud.
• Calcular la cantidad y dirección del control requerido.
• Proporcionar la fuerza para mover las superficies de control mediante servomotores.
• Detectar que el control ha sido aplicado y que la aeronave ha respondido al cambio.
• Volver a las superficies de control a la condición neutral cuando la alteración ha sido corregida.

2. Componentes de un Lazo de Control Interno

¿Cuáles son los componentes de un lazo de control interno?

Los componentes de un lazo de control interno (cerrado) en una aeronave son:

• Sensor de actitud: Un giróscopo es el encargado de notar la perturbación o cambio del avión producido en un solo eje.
• Transductor: Convierte los movimientos mecánicos del giróscopo en una señal eléctrica.
• Procesador de señal: Detector del error. Compara la señal del transductor con la señal de entrada, determinando la acción de corrección requerida (el error) y la transmite al servomotor. Recibe y compara la posición y el régimen de movimiento de la señal de retorno desde el servomotor.
• Servomotor: Convierte la señal procesada en un movimiento de los mandos de vuelo de la aeronave, proporcional al régimen y dirección de la señal. Estos servos pueden ser neumáticos, eléctricos o hidráulicos.
• Respuesta Aerodinámica: La actitud tomada por la aeronave es detectada por el giróscopo, el cual envía una señal de salida.

Requisitos Operativos de los Sistemas de Vuelo Automático

Dentro de los requisitos operativos, ¿cuáles son los necesarios en la instalación de los Sistemas de Vuelo Automático?

1. Todos los sistemas de piloto automático deben ser diseñados y aprobados de manera que el sistema pueda ser desembragado de manera rápida y efectiva sin interferir con el control de la aeronave.
2. A menos que exista una sincronización automática, cada sistema debe tener un medio para indicar al piloto la alineación del dispositivo de accionamiento con el sistema de control que esté operando.
3. Cada control de accionamiento manual del sistema debe ser fácilmente accesible para los pilotos.
4. Las palancas de control deben tener un botón de desconexión rápida del sistema de control de vuelo automático.

Relación entre Ejes, Movimientos y Servos

Relaciona ejes con movimientos y servos de los Sistemas de Vuelo Automático.

• Eje longitudinal: Es el eje imaginario que va desde el morro hasta la cola del avión. El movimiento alrededor de este eje (levantar un ala bajando la otra) se denomina *alabeo* (en inglés, *Roll*). Servo de ROLL.
• Eje transversal: Es el eje imaginario que va desde el extremo de un ala al extremo de la otra. El movimiento alrededor de este eje (morro arriba-morro abajo) se denomina *cabeceo* (*Pitch* en inglés). Servo de PITCH.
• Eje vertical: Eje imaginario que atraviesa el centro del avión. El movimiento en torno a este eje (morro virando a la izquierda o derecha) se llama *guiñada* (del inglés *Yaw*). Servo de YAW.

Estabilidad de la Aeronave y Movimientos

Relaciona la estabilidad de una aeronave sobre los ejes y movimientos.

• Estabilidad longitudinal: Alrededor del eje transversal, se refiere a movimientos en el plano de cabeceo.
• Estabilidad direccional o de veleta: Alrededor del eje vertical, implica la producción de movimientos de guiñada.
• Estabilidad lateral: Alrededor del eje longitudinal, movimientos de alabeo.

Estabilidad vs. Maniobrabilidad

Relaciona estabilidad con maniobrabilidad en una estabilidad positiva.

En una estabilidad estática positiva, cualquier desplazamiento de esta posición sufre la oposición de la bola que tiende a volver al equilibrio. La fuerza necesaria para controlar una maniobra y mantenerla en una posición desplazada, tendrá que aplicarse una fuerza en el sentido del desplazamiento. Si la estabilidad aumenta, se necesitaría una fuerza mayor para controlar la maniobra hasta la misma posición de desplazamiento. Por tanto:

Para un avión se podría afirmar que cuanto mayor es la estabilidad, menor es la maniobrabilidad.