Fundamentos de Aerodinámica y Sistemas de Control de Aeronaves
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Conceptos Fundamentales de Control de Vuelo
Guiñada Adversa
La guiñada adversa ocurre cuando el alerón se deflecta hacia abajo, generando mayor sustentación y mayor resistencia. Esta resistencia añadida intenta guiñar el morro de la aeronave en la dirección del ala que está subiendo. Los giros están coordinados mediante el uso de los alerones, el timón de profundidad y el timón de dirección.
Cola en T (T-Tail)
La Cola en T es una configuración en la que las superficies horizontales del empenaje se montan en la parte superior del estabilizador vertical. Esta configuración sitúa el estabilizador fuera de la corriente de aire turbulenta detrás del ala, proporcionando mayor suavidad de flujo, características de diseño más predecibles y un mejor control de cabeceo (tono). Es común en aviones que operan a baja velocidad.
Spoilers y Aerofrenos
Los aerofrenos (o frenos aerodinámicos) están diseñados para incrementar el arrastre mientras reducen gradualmente la sustentación. Los spoilers, por su parte, reducen la sustentación de manera más directa mientras aumentan significativamente la fuerza de arrastre.
Canard
El Canard es una superficie aerodinámica horizontal delantera que se emplea principalmente como timón de profundidad. También sirve para cambiar el ángulo de ataque del ala principal, compensar el cabeceo, ofrecer un mejor control e impedir la entrada en picados pronunciados.
Sistemas de Control de Vuelo Avanzados
Fly-by-Wire (FBW)
El sistema Fly-by-Wire (FBW) es un sistema de control de vuelo en el que desaparecen todas las conexiones mecánicas intermedias entre el volante de mando (o sidestick) y los actuadores hidráulicos (martinetes) de las superficies aerodinámicas. La señal de control se transmite electrónicamente.
Ordenadores de Vuelo
Estos sistemas se gestionan mediante ordenadores clasificados en:
- Primarios: Poseen la capacidad de ejecutar todas las leyes del pilotaje del avión.
- Secundarios: Solo poseen la capacidad de procesar la ley de control directo.
Conceptos de Aerodinámica y Estructura
Batimiento y Arrastre (Articulaciones del Rotor)
La relación que existe entre estas dos articulaciones es crucial para la gestión de esfuerzos en las palas del rotor:
- El Batimiento suprime los esfuerzos de flexión verticales a nivel del pie de pala y también crea esfuerzos de flexión horizontales en el pie de pala.
- El Arrastre suprime los esfuerzos horizontales provocados por el batimiento y crea esfuerzos de flexión alternados generadores de fatiga.
Tipos de Resistencia Aerodinámica
La resistencia total que experimenta una aeronave se clasifica en:
- Resistencia Parásita: Incluye la resistencia de forma o de perfil y la resistencia de interferencia.
- Resistencia Inducida: Generada por los vórtices de punta de ala.
Ejes de la Aeronave
Los movimientos de la aeronave se definen alrededor de tres ejes principales:
- Longitudinal: Controla el Alabeo (Roll).
- Lateral: Controla el Cabeceo (Pitch).
- Vertical: Controla la Guiñada (Yaw).
Clasificación de Mandos de Vuelo
Los mandos de vuelo se dividen en:
- Primarios: Alerones, Timón de Profundidad y Timón de Dirección.
- Secundarios: Aletas sustentadoras.
- Auxiliares: Flaps, Spoilers, Frenos Aerodinámicos, Slats y Slots.
Efecto del Ala en Flecha
El ala en flecha (Swept Wing) aumenta el número de Mach crítico mediante una disminución efectiva de la relación de espesor del ala, lo que permite alcanzar mayores velocidades antes de la aparición de ondas de choque significativas.
Capa Límite
La Capa Límite es el conjunto de partículas de flujo alrededor de un objeto que son influenciadas por los efectos de fricción debido a la viscosidad. Se reduce a una capa más o menos gruesa en cuyo límite exterior, más alejado del contorno del objeto, la corriente ya no sufre los efectos de la viscosidad.