Superficies de control secundarias
Es posible disminuir la velocidad
mínima que sostiene a un avión en vuelo mediante el control de la capa límite,
modificando la curvatura del perfil o aumentando la superficie alar. Las
superficies que realizan una o más de estas funciones se denominan superficies
hipersustentadoras y/o superficies antisustentadoras. Las superficies primarias
nos permiten mantener el control de la trayectoria del avión, las secundarias
se utilizan en general para modificar la sustentación del avión y hacer más
fáciles muchas maniobras. Y estas son:
- Flaps.
- Slats.
- Spoilers.
Flaps.
Son dispositivos hipersustentadores, cuya función es la de aumentar la sustentación del avión cuando este vuela a velocidades inferiores a aquellas para las cuales se ha diseñado el ala. Situados en la parte inferior trasera de las alas, se mueven hacia debajo de forma simétrica (en ambas alas a la vez), en uno o más ángulos, dependiendo de la configuración de la aeronave, con lo cual cambian la curvatura del perfil aerodinámico, haciendo más pronunciada la parte del extradós y menos pronunciada la parte del intradós, así mismo, en algunos tipos de flaps, modifican la superficie alar y el ángulo de incidencia, aumentando la sustentación o la resistencia, dependiendo del ángulo en que se ubiquen.
Se accionan desde la cabina, bien
por una palanca o un sistema eléctrico, y tienen varios grados de deflexión,
por ejemplo, 10°, 15°, 20° y hasta 40°. Cada uno correspondiente a diversas
posiciones de la palanca. Por lo general, deflexiones leves como de 10° o 15°
se utilizan durante el despegue debido a que generan una mayor sustentación,
mientras que, en etapas como el aterrizaje, estos números aumentan debido a que
mientras mayor es el ángulo de deflexión, la resistencia producida se sobrepone
al levantamiento producido.
Existen diversos tipos de flaps,
entre los cuales podemos encontrar:
- Sencillo (común): Es el más utilizado en aviación ligera, siendo una porción de la parte posterior del ala.
- De intradós (partida): Como su nombre lo indica, se sitúa en la parte inferior del ala (intradós), teniendo un efecto menor que el anterior mencionado debido a que afecta sólo al intradós.
- Zap: Es similar al anterior, sólo que este en lugar de moverse hacia abajo, se desplaza hacia el extremo del ala, aumentando enormemente la curvatura y la superficie alar.
- Fowler: Es muy parecido al flap tipo Zap, pero este se desplaza totalmente al extremo del ala, aumentando enormemente la curvatura y la superficie alar.
- Ranurado: Se distingue de los anteriores debido a que, al ser movido hacia abajo, deja una o más ranuras que comunican al intradós y al extradós, produciendo una gran curvatura, a la vez que crea una corriente de aire que elimina la resistencia que producen otros tipos de flaps.
- Krueger: Es como los anteriores, sólo que se encuentra ubicado en el borde de ataque en lugar del borde de salida.
Los flaps únicamente deben
emplearse en las maniobras de despegue, aproximación y aterrizaje, o, en todo
caso, en situaciones donde se requiera volar con velocidades más bajas por
situaciones de emergencia.
Slats.
Aunque se refiera siempre a una
superficie llamada slat, en realidad tenemos un sistema llamado slat-slot, en
el cual un borde de ataque separado del cuerpo principal del ala (slat), deja
una ranura (slot), que utilizan algunos aviones como característica aerodinámica
para reducir la velocidad de pérdida y promover las buenas cualidades de manejo
a baja velocidad.
Esa ranura de borde de ataque es
una brecha en la envergadura de cada ala, o en parte de ella, permitiendo que
el aire fluya desde debajo del ala a su superficie superior. De esta manera
permiten el vuelo a mayores ángulos de ataque y por lo tanto reducen la
velocidad de pérdida.
Con ángulos de ataque por encima
de aproximadamente 15°, muchas superficies de sustentación entran en pérdida.
La modificación de un perfil aerodinámico con este tipo de ranura, puede
aumentar el ángulo de ataque conservando sustentación hasta los 22°-25°.
El aire debajo del ala, se puede
acelerar a través de la ranura hacia la zona de baja presión por encima del
ala, y esa capa de aire se mueve paralelamente a la superficie. Este flujo de
alta velocidad, a continuación, se mezcla con la capa límite unida a la
superficie superior y retrasa la separación del flujo en la misma.
Las ranuras se desarrollaron por
primera vez por Handley Page en 1919 y el primer avión para volar con ellas fue
el HP17 experimental, un Airco Dh.9A modificado. El primer avión equipado con
ranuras controlables fue el Handley Page HP2. La concesión de licencias de
diseño se convirtió en una de las principales fuentes de ingresos en la década
de 1920 de Handley Page.
Los slats pueden ser fijos o
retráctiles, automáticos o controlados.
Spoilers.
Los spoilers son un dispositivo
que busca reducir la fuerza de sustentación de una aeronave. Son placas
montadas en la cara superior de las alas de un avión (extradós), que pueden
desplegarse hacia arriba modificando el flujo laminar. Con esto, el spoiler
provoca una entrada en pérdida controlada sobre la porción del ala situada tras
él, reduciendo notablemente la sustentación y aumentando la resistencia.
Los spoilers se utilizan en los
planeadores en particular para controlar su tasa de descenso, lo que permite
realizar un aterrizaje controlado en el punto deseado. Los spoilers son
necesarios porque, aunque una alta tasa de descenso puede conseguirse mediante
un cabeceo pronunciado hacia abajo, esto puede resultar en un aumento
significativo de la velocidad, excediendo posiblemente los límites de
seguridad. De todos modos, aún inclinando el aparato hacia abajo, puede no
conseguirse la tasa de descenso necesaria.
Los aviones comerciales están normalmente equipados con spoilers. Estos dispositivos se utilizan para bajar desde altitudes de crucero a altitudes menores sin que la velocidad varíe excesivamente. En vuelo, los aviones comerciales modernos pueden desplegar gradualmente el conjunto de spoilers más alejado del encastre alar como aerofreno, y también como superficies de control, combinándolos con los alerones cuando se opera a bajas velocidades y se necesita mayor control de alabeo. En el aterrizaje, los spoilers se despliegan en su totalidad, para romper la sustentación de las alas y así transferir el peso de la aeronave al tren principal para una frenada más efectiva. Esto se combina con el sistema de empuje invertido (reversas), disminuyendo aún más la distancia de frenada.
