¿Qué es un alerón? Este es un control aerodinámico (timones de balanceo), que está equipado con aviones convencionales y creado de acuerdo con el esquema de "pato". Los alerones están ubicados en el borde posterior de las consolas laterales. Están diseñados para controlar el ángulo de inclinación de los "pájaros de hierro": en el momento de la aplicación, los timones de balanceo se desvían en direcciones opuestas, de manera diferencial. Para que la aeronave se incline hacia la derecha, el alerón izquierdo se dirige hacia abajo y el alerón derecho hacia arriba, y viceversa.
¿Cuál es el principio de funcionamiento de los timones de balanceo? La fuerza de sustentación se reduce en esa parte del ala, que se coloca frente al alerón, levantada. En la parte del ala que se encuentra frente al alerón bajado, la fuerza de sustentación aumenta. Así, se forma un momento de fuerza, que modifica la velocidad de rotación de la aeronave alrededor de un eje idéntico al eje longitudinal de la máquina.
Historia
¿Dónde apareció el alerón por primera vez? Este increíble dispositivo se instaló en un monoplano creado en 1902 por el innovador Richard Percy de Nueva Zelanda. Desafortunadamente, su automóvil solo realizó vuelos muy inestables y cortos. El primer avión en realizar un vuelo de alabeo perfectamente coordinado fue el 14 Bis, construido por Alberto Santos-Dumont. Anteslos controles aerodinámicos reemplazaron la distorsión del ala de los hermanos Wright.
Entonces, estudiemos más el alerón. Este dispositivo tiene muchas ventajas. La superficie reguladora que combina los flaps y los timones de balanceo se llama flaperón. Para que los alerones imiten la función de los flaps extendidos, se bajan simultáneamente. Para el control de balanceo a largo plazo, se agrega un giro diferencial simple a esta desviación.
Para ajustar la inclinación de los transatlánticos con el diseño anterior, un vector de empuje modificado de motores, timones de gas, spoilers, timón, transformación del centro de masa de la aeronave, desplazamiento diferencial de timones de altitud y otros trucos también pueden ser utilizado.
Efectos secundarios
¿Cómo funciona el alerón? Este es un mecanismo caprichoso que tiene algunos inconvenientes. Uno de los efectos secundarios de su acción es una ligera guiñada en la dirección opuesta. En otras palabras, al usar los alerones para virar a la derecha, la aeronave puede moverse ligeramente a la izquierda en el momento del aumento de alabeo. Este efecto aparece debido a la diferencia de arrastre entre los paneles del ala izquierda y derecha, causada por el cambio de sustentación cuando oscilan los alerones.
La consola del ala, en la que el alerón se desvía hacia abajo, tiene un gran coeficiente de arrastre. En los sistemas de control actuales de los "pájaros de hierro", este efecto secundario se reduce mediante varios métodos. Por ejemplo, para crear un rollo, los alerones también se desplazan enlado opuesto, pero en ángulos desiguales.
Efecto inverso
De acuerdo, el control de la aeronave requiere habilidad. Por lo tanto, en automóviles de alta velocidad con un ala significativamente alargada, se puede notar el efecto de los timones de giro inverso. ¿Qué aspecto tiene?
Si la desviación de un alerón ubicado cerca de la punta del ala provoca una carga de maniobra, el ala del avión gira y el ángulo de ataque se desvía. Dichos eventos pueden suavizar el efecto del desplazamiento de los alerones o pueden conducir al resultado opuesto.
Por ejemplo, si es necesario aumentar la fuerza de sustentación de la media ala, el alerón se desvía hacia abajo. Además, una fuerza hacia arriba comienza a actuar sobre el borde de fuga del ala, el ala gira hacia adelante y el ángulo de ataque sobre ella disminuye, lo que reduce la sustentación. De hecho, el efecto de los timones de balanceo en el ala durante la marcha atrás es similar al efecto de un trimmer en ellos.
De una forma u otra, el reverso de los timones de balanceo se encontró en muchos aviones a reacción (especialmente en el Tu-134). Por cierto, en el Tu-22, debido a este efecto, el número máximo de Mach se redujo a 1, 4. En general, los pilotos estudian el control de los alerones durante mucho tiempo. Los métodos más comunes para evitar la inversión del balanceo son el uso de alerones spoiler (los spoilers están ubicados cerca del centro de la cuerda del ala y prácticamente no hacen que se tuerza cuando se sueltan) o la instalación de alerones adicionales cerca de la sección central. Si la segunda opción está presente, los timones de balanceo externos (ubicados cerca de las puntas) necesarios para el control productivo enlas velocidades bajas se apagan a velocidades altas, y el control lateral se lleva a cabo mediante alerones internos, que no retroceden debido a la impresionante rigidez del ala presente en la sección central.
Sistemas de control
Y ahora considere el control de la aeronave. Un grupo de vehículos a bordo que garantizan la regulación del movimiento de los "pájaros de acero" se denomina sistema de control. Dado que el piloto está ubicado en la cabina y los timones y alerones están ubicados en las alas y la cola de la aeronave, se establece una conexión constructiva entre ellos. Es su responsabilidad garantizar la fiabilidad, facilidad y eficacia del control de la posición de la máquina.
Por supuesto, cuando las superficies coordinantes se desplazan, la fuerza que las afecta aumenta. Sin embargo, esto no debería conducir a un aumento inaceptable de la tensión en las palancas de ajuste.
El modo de control de la aeronave puede ser automático, semiautomático y manual. Si una persona hace funcionar los instrumentos de pilotaje con la ayuda de la fuerza muscular, dicho sistema de control se llama manual (regulación directa del revestimiento).
Los sistemas con administración manual pueden ser hidromecánicos y mecánicos. De hecho, hemos descubierto que el ala de un avión juega un papel importante en el manejo. En las máquinas de aviación civil, el ajuste básico lo realizan dos pilotos que utilizan dispositivos cinemáticos que regulan las fuerzas y los movimientos, controlan las palancas dobles, el cableado mecánico y las superficies de control.
Si el piloto controla la máquina con la ayuda de mecanismos ydispositivos que aseguran y mejoran la calidad del proceso de pilotaje, entonces el sistema de control se denomina semiautomático. Gracias al sistema automático, el piloto solo controla un grupo de piezas automáticas que crean y cambian las fuerzas y los factores de coordinación.
Complejo
El medio de control básico del transatlántico es un complejo de dispositivos y estructuras a bordo, con la ayuda de los cuales el piloto activa los medios de ajuste que cambian el modo de vuelo o equilibran el automóvil en un modo determinado. Esto incluye timones, alerones, estabilizador ajustable. Los elementos que garantizan el ajuste de los detalles de control adicionales (flaps, spoilers, slats) se denominan wing lift o control auxiliar.
El sistema básico de coordinación del transatlántico incluye:
- palancas de mando sobre las que actúa el piloto moviéndolas y aplicándoles fuerza;
- mecanismos especiales, dispositivos ejecutivos y automáticos;
- cableado piloto que conecta los sistemas de control básicos a las palancas de mando.
Desempeño de la gobernanza
El piloto realiza el control longitudinal, es decir, cambia el ángulo de cabeceo, desviando la columna de control hacia él o hacia él. Al girar el volante hacia la izquierda o hacia la derecha y desviar los alerones, el piloto implementa el control lateral, inclinando el automóvil en la dirección correcta. Para mover el timón, el piloto presiona los pedales, que también se utilizan para controlar el tren de aterrizaje de morro mientras el transatlántico se mueve en el suelo.
En general, el piloto es el eslabón principal en los sistemas de control manual y semiautomático, y los flaps, alerones y otras partes de la aeronave son solo una forma de moverse. El piloto percibe y procesa información sobre la posición del coche y timones, sobrecargas existentes, desarrolla una decisión y actúa sobre las palancas de mando.
Requisitos
El control básico de la aeronave debe cumplir los siguientes requisitos:
- Al controlar la máquina, los movimientos de piernas y brazos del piloto, necesarios para mover las palancas de mando, deben coincidir con los reflejos humanos naturales que aparecen al mantener el equilibrio. Mover la palanca de comando en la dirección correcta debería hacer que el "pájaro de acero" se mueva en la misma dirección.
- La reacción del revestimiento al desplazamiento de las palancas de mando debería tener un ligero retraso.
- En el momento de la desviación de los instrumentos de control (timones, alerones, etc.), las fuerzas aplicadas a las palancas de mando deben aumentar suavemente: deben estar dirigidas en la dirección opuesta al movimiento de las palancas, y la cantidad de mano de obra debe coordinarse con el modo de vuelo de la máquina. Este último ayuda al piloto a tener una "sensación de control" de la aeronave.
- Los timones deben actuar independientemente uno del otro: la desviación, por ejemplo, del timón de profundidad no puede provocar la deflexión de los alerones, y viceversa.
- Los ángulos de compensación de las superficies de dirección son necesarios para garantizar la probabilidad de que el automóvil vuele en todos los modos requeridos de despegue y aterrizaje.
Esperamos que este artículo te haya ayudado a entender el propósito de los alerones y a comprenderManejo básico de "pájaros de acero".
