Dispositiu hipersustentador
Un dispositiu hipersustentador és un ingeni aerodinàmic dissenyat per a aumentar la sustentació en determinades fases del vol d'una aeronau. El seu fi és aumentar la corda aerodinàmica i la curvatura del perfil alar, modificant la geometria del perfil de tal modo que la velocitat d'entrada en pèrdua durant fases concretes del vol, com l'aterrisage o l'envolament, es reduïxca de modo significatiu, permetent un vol més llent que el de travessia. El dispositiu s'inactiva replegant-se d'un o un atre modo durant el vol normal de travessia. D'esta manera permet a l'avió volar a velocitats més baixes en les fases d'envolament, ascens inicial, aproximació i aterrisage, aumentant el seu coeficient de sustentació. S'utilisen també, en baixos índexs d'extensió, quan per alguna raó és necessari volar a baixes velocitats.[1]
Els més comuns són plans mòvils en el perfil alar que, quan són utilisats, modifiquen certes característiques de la regió del ala a on es troben, com la seua curvatura o la seua corda.
Cal tindre en conte que colocar un dispositiu hipersustentador en un ala sempre introduïx elements mecànics i per lo tant, agrega pes en la mateixa. Per això són, en un principi, elements no desijables, raó per la qual en instalar-los sempre es busquen els més senzills.
Els dispositius hipersustentadores es poden dividir en dos tipos principals:
- Passius: són dispositius que modifiquen la geometria de l'ala, ya siga aumentant la seua curvatura, la seua superfície, o ben generant buits per a controlar el fluix.
- Actius: són dispositius que requerixen una aplicació activa d'energia directament al decorregut.
Dispositius passius
[editar | editar còdic]Els sistemes de flaps més divulgats són aquells que els plans hipersustentadores, a mida que baixen creant un àngul (que es medix en graus) en la corda de l'ala, es desplacen cap a arrere aumentant la superfície alar. És per eixa raó que generalment l'índex d'extensió no es medix en graus sino en percentage, a on, per eixemple, trenta per cent podria significar vint graus de deflexión, i un aument de la superfície alar del sèt per cent.
Una classificació molt general pot fer-se en dos grans grups:
Flap
[editar | editar còdic]
Situat en el vora d'eixida de l'ala. Incrementa el coeficient de sustentació del ala per mig de l'aument de superfície o l'aument del coeficient de sustentació del perfil, entrant en acció en moments adequats, quan es vola a velocitats inferiors a aquelles per a les quals s'ha dissenyat l'ala, replegant-se posteriorment i quedant inactiu. Els hi ha també de vora d'atac. Els flaps moderns de vora d'eixida són estructures molt complexes formades per dos o tres séries de cada costat, i de tres o quatre plans successius, que es van escalonant i deixant un recalat entre cada dos d'ells.
Situats en la part interior atrassera de les ales, es deflectan cap a avall de forma simètrica (abdós al mateix temps), en un o més ànguls, en la qual cosa canvien la curvatura del perfil de l'ala (més pronunciada en el extradós i menys pronunciada en el intradós), la superfície alar (en alguns tipos de flap) i l'àngul d'incidència, tot la qual cosa aumenta la sustentació pero també la resistència.
Es accionan des de la cabina, be per una palanca, per un sistema elèctric o qualsevol atre sistema, en varis graus de calaje (10°, 15º, etc.) corresponents a distintes posicions de la palanca o interruptor elèctric, i no es baixen o pugen en tot el seu calaje d'una volta, sino gradualment. En general, deflexiones de flaps de fins a uns 15º aumenten la sustentació en poca resistència adicional, pero deflexiones majors incrementen la resistència en major proporció que la sustentació.[2]
Hi ha varis tipos de flaps: senzill, de intradós, flap zap, flap fowler, flap ranurado, flap Krueger, etc.
- Senzill. És el més utilisat en aviació llaugera. És una porció de la part posterior de l'ala.
- De intradós. Situat en la part inferior de l'ala (intradós), el seu efecte és menor ya que solament afecta a la curvatura del intradós.
- Zap. Similar al de intradós, al deflectarse es desplaça cap a l'extrem de l'ala, aumentant la superfície de l'ala ademés de la curvatura.
- Fowler. Idèntic al flap zap, es desplaça totalment fins a l'extrem de l'ala, aumentant enormement la curvatura i la superfície alar.
- Ranurado. Es distinguix dels anteriors en que en ser deflectado deixa una o més recalats que comuniquen el intradós i el extradós, produint una gran curvatura al mateix temps que crea una corrent d'aire que elimina la resistència d'atres tipos de flaps.
- Krueger. Com els anteriors, pero situat en la vora d'atac en lloc de la vora d'eixida.
Els flaps únicament deuen amprar-se en les maniobres d'envolament, aproximació i aterrisage, o en qualsevol atra circumstància en la que siga necessari volar a velocitats més baixes que en l'avió «net».
Els efectes que produïxen els flaps són:
- Aument de la sustentació.
- Aument de la resistència.
- Alguns aumenten la superfície alar.
- Possibilitat de volar a velocitats més baixes sense entrar en pèrdua.
- Es necessita menor llongitut de pista en envolaments i aterrisages.
- La senda d'aproximació es fa més pronunciada.
- Creen una tendència a picar.
- En el moment del seu deflexión l'avió tendix a ascendir i perdre velocitat.
En els avions comercials es necessita incloure FTFs (Flap Track Fairing); són una espècie de raïls sobre els que els flaps s'estenen.
Slats
[editar | editar còdic]Situats en el vora d'atac de l'ala, són dispositius mòvils que creen un recalat entre la vora d'atac de l'ala i el restant del pla. A mida que l'àngul d'atac aumenta, l'aire d'alta pressió situat en la zona inferior del ala tracta d'aplegar a la part superior del ala, donant energia d'esta manera a l'aire en la part superior i per tant aumentant el màxim àngul d'atac que l'avió pot alcançar. És un mecanisme de bufat que aporta cantitat de moviment a la capa llímit ajudant a véncer el gradient advers de pressions; aixina es retarda la solsida de la corrent sobre l'aument de l'àngul d'atac.
Són superfícies hipersustentadoras que actuen de modo similar als flaps. Situades en la part anterior de l'ala, al deflectarse canalisen cap al extradós una corrent d'aire d'alta velocitat que aumenta la sustentació permetent alcançar majors ànguls d'atac sense entrar en pèrdua. S'ampren generalment en grans avions per a aumentar la sustentació en operacions a baixa velocitat (aterrisages i envolaments), encara que també hi ha models de aeroplanos llaugers que disponen d'ells.[3]
En molts casos el seu desplegament i replec es realisa de forma automàtica; mentres la pressió eixercida sobre ells és suficient els slats permaneixen retrets, pero quan esta pressió disminuïx fins a un determinat nivell (prop de la velocitat de pèrdua) els slats es despleguen de forma automàtica. Pel súbit increment o disminució (segons s'estenguen o repleguen) de la sustentació en velocitats propenques a la pèrdua, es deu extremar l'atenció quan es vola a velocitats baixes en avions en este tipo de dispositiu.[4][5][6]
Dispositius actius
[editar | editar còdic]Estos dispositius aumenten la sustentació del avió, no per mig de modificació de geometria sino per mig de l'introducció (de manera inteligent) d'energia en el decorregut. Normalment tracten de modificar la capa llímit per a evitar la seua solsida per mig de l'introducció d'energia.
Flap bufat
[editar | editar còdic]L'aire sagnat del compressor i a pressió passa, gràcies a una série de conductes, al recalat dels flaps per a injectar-ho i aumentar l'energia cinètica de l'aire i generar gradient favorables que eviten la solsida de la capa llímit. Els dispositius hipersustentadores actius són molt més eficaços que els passius, tenint com a contraprestació que el sagnat d'aire dels motors fa que la potència que estos generen també siguen menor. Per tant, habitualment solament s'usen realment en avions especialment dissenyats per a envolaments i aterrisages curts.
Rodell de vora d'atac
[editar | editar còdic]Consistix en un cilindre que gira sobre el seu eix en sentit horari, lo que permet accelerar de forma artificial l'aire que va per dalt i desaccelerar l'aire que passa per intradós. En aumentar la diferència de velocitats dona com a conseqüència un important aument en la sustentació aportada a l'ala.
Atres métodos actius
[editar | editar còdic]- Un atre método és crear una zona de baixa pressió per mig de succionadores, en la zona que es desprén la capa llímit, conseguint aixina adherir-la a la superfície de l'ala.
- Molt divulgats també, sobretot en alguns tipos d'avió, en zones més susceptibles de desprendre's la capa llímit, són els generadors de tribulins, chicotetes séries de plaques verticals orientades en sentits estudiats aerodinámicament.
- Un atre método és injectar energia al decorregut per mig de cavitats en membranes vibrants que en donar energia a la capa llímit (i fer-la més turbulenta) la fan més resistent a la solsida.
- Un atre actiu és l'us dels gasos d'escape del motor com a generador directe o indirecte de sustentació, ya siga per mig de toveres vectorials (directe) com en configuracions de motor en l'ala (indirecte); açò últim es pot vore molt be en l'Antonov An-72, avió especialment dissenyat per a ser usat en pistes curtes i no preparades.
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Colin Cutler. «16 Little Known Facts About The Boeing 747».
- ↑ Taylor 1990, p. 337.
- ↑ Kermode, A.C. Mechanics of flight, 8th Edn., Pitman, 1972
- ↑ Taylor 1990, p. 346
- ↑ Taylor 1990, p. 399.
- ↑ Abzug, Malcomb (2005). Airplane Stability and Control: A History of the Technologies that Made Aviation Possible, 231: Cambridge University Press, pp. 416. ISBN 9780521021289.
Bibliografia
[editar | editar còdic]- <cite style="font-style:normal" id="CITAREFTaylor1996">Taylor, John W. R. (1996). Barnes & Noble Books (ed.). The Lore of Flight (en en), Estats Units, p. 304. ISBN 9780760703649.
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Dispositivo hipersustentador» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.