Alerones.
Palabra de origen latino que significa "ala pequeña", son unas superficies móviles, situadas en la parte posterior del extremo de cada ala, cuyo accionamiento provoca el movimiento de alabeo del avión sobre su eje longitudinal. Su ubicación en el extremo del ala se debe a que en esta parte es mayor el par de fuerza ejercido.
El piloto acciona los alerones girando el volante de control ("cuernos") a la izquierda o la derecha, o en algunos aviones moviendo la palanca de mando a la izquierda o la derecha.
Los alerones tienen un movimiento asimétrico. Al girar el volante hacia un lado, el alerón del ala de ese lado sube y el del ala contraria baja, ambos en un ángulo de deflexión proporcional a la cantidad de giro dado al volante. El alerón arriba en el ala hacia donde se mueve el volante implica menor curvatura en esa parte del ala y por tanto menor sustentación, lo cual provoca que ese ala baje; el alerón abajo del ala contraria supone mayor curvatura y sustentación lo que hace que ese ala suba. Esta combinación de efectos contrarios es lo que produce el movimiento de alabeo hacia el ala que desciende.
Alabear par Girar.
Si queremos hacer la aeronave girar tenemos que aplicarle alguna fuerza externa para conseguir el giro, esto se debe a la aplicación de la primera ley de newton que dice, que si un cuerpo está en reposo o en movimiento se mantendrá así a menos que le sea aplicado una fuerza que lo saque de su posición antigua.
La sustentación total que resulta de componer las fuerzas de sustentación parciales actúa de forma perpendicular al viento relativo.
En un vuelo recto y nivelado la sustentación total es vertical y directamente opuesta a la gravedad (peso), pero al alabear el avión, la sustentación que sigue siendo perpendicular al viento relativo, actúa ahora en un plano inclinado.
El objeto de alabear el avión para virar consiste en inclinar la sustentación para que además de soportar el peso del avión provea la fuerza centrípeta que mantiene al avión alrededor del eje vertical de giro, contrarrestando la fuerza centrífuga que tiende a expulsar al avión de la trayectoria curvada.
A medida que se incrementa el alabeo (manteniendo la velocidad) sucederán varias cosas:
• El ratio de giro se hace mayor, se giran más grados por segundo.
• El ratio de giro se reduce, el avión gira en un radio más amplio.
• El factor de carga aumenta, ligeramente al principio y después más rápidamente.
• Lo mismo sucede con la velocidad de pérdida.
• El aumento progresivo del factor de carga produce que el morro del avión tienda a caer.
Timón de dirección.
Es la superficie móvil montada en la parte posterior del empenaje vertical de la cola del avión. Su movimiento provoca el movimiento de guiñada del avión sobre su eje vertical, sin embargo ello no hace virar el aparato, sino que se suele utilizar para equilibrar las fuerzas en los virajes o para centrar el avión en la trayectoria deseada. Suele tener una deflexión máxima de 30º a cada lado.
Esta superficie se maneja mediante unos pedales situados en el suelo de la cabina.
Al pisar el pedal derecho, el timón de dirección gira hacia la derecha, provocando una reacción aerodinámica en la cola que hace que esta gire a la izquierda, y por tanto el morro del avión gire (guiñada) hacia la derecha. Al pisar el pedal izquierdo, sucede lo contrario: timón a la izquierda, cola a la derecha y morro a la izquierda.
Timón de profundidad.
Es la superficie o superficies móviles situadas en la parte posterior del empenaje horizontal de la cola del avión. Aunque su nombre podría sugerir que se encarga de hacer elevarse o descender al avión, en realidad su accionamiento provoca el movimiento de cabeceo del avión (morro arriba o morro abajo) sobre su eje transversal. Obviamente, el movimiento de cabeceo del avión provoca la modificación del ángulo de ataque; es decir que el mando de control del timón de profundidad controla el ángulo de ataque.
En algunos aviones, el empenaje horizontal de cola es de una pieza haciendo las funciones de estabilizador horizontal y de timón de profundidad.
El timón de profundidad es accionado por el piloto empujando o tirando del volante o la palanca de control, y suele tener una deflexión máxima de 40º hacia arriba y 20º hacia abajo.
Al tirar del volante de control, esta superficie sube mientras que al empujarlo baja -en algunos aviones se mueve la totalidad del empenaje horizontal. El timón arriba produce menor sustentación en la cola, con lo cual esta baja y por tanto el morro sube (mayor ángulo de ataque). El timón abajo aumenta la sustentación en la cola, esta sube y por tanto el morro baja (menor ángulo de ataque). De esta manera se produce el movimiento de cabeceo del avión y por extensión la modificación del ángulo de ataque.
Coordinación.
Se sabe que la aplicación del pedal y volante de control deben ser coordinado. Para alabear a la izquierda requiere el pedal izquierdo en la misma forma se hace a la derecha, pero algo importante aquí es que ´´deflexión del timón de dirección es proporcional a la deflexión de los alerones".
Si en un giro pronunciado el morro cae demasiado, no intentar corregirlo tirando del volante de control, pues con eso lo que hace es estrechar el giro. En su lugar, reduzca ligeramente el ángulo de alabeo mediante el volante de control y los pedales y corrija la actitud de morro.
La dirección de la aeronave no siempre es la misma que apunta su eje longitudinal, esto es debido que la aeronave tiene diferentes controles de vuelo además de que se mueve en varios eje a la misma vez, por esto es que se necesitan los controles para manejar el avión por una sola trayectoria y, más en los giros cuando se usan ambos de estos.
Cuando la trayectoria de vuelo y la dirección que apunta el morro no coinciden, se puede decir que es un vuelo no coordinado, está resbalando, derrapando o próximo a hacer un viraje.
Derrape.
La fuerza centrífuga es mayor que el componente horizontal de sustentación; como la fuerza centrífuga depende del régimen de viraje y el componente horizontal de sustentación depende del grado de alabeo, esto significa que el alabeo dado es insuficiente para el régimen de viraje impuesto, o viceversa.
Pasa esto cuando se entra en un giro con mucha velocidad y poco alabeo, si al comenzar el giro se pisa en exceso el pedal interior, o cuando se intenta estrechar el radio de giro aplicando más pedal interior en vez de aumentar el alabeo.
Se puede corregir el derrape equilibrando las fuerzas, disminuyendo el régimen de viraje incrementando el grado de alabeo.
Resbalar.
Aquí es cuando la bola se desplaza hacia el lado del viraje, su eje longitudinal apunta hacia una dirección desplazada a la trayectoria del giro. Aquí el componente horizontal de sustentación es mayor que la fuerza centrífuga. O sea es un alabeo muy fuerte que provoca que resbale.
Mediante un resbale se puede disipar rápidamente un exceso de altura sin por ello incrementar la velocidad de descenso.
También se emplea para aproximaciones y aterrizajes con viento cruzado. El avión se alabea hacia el lado del viento para contrarrestar la fuerza de esta y la deriva que produce, a la vez que aplicando pedal contrario se mantiene la trayectoria de vuelo y el eje longitudinal del avión alineados con el eje de la pista.
Bajo determinados supuestos, un resbale puede ser útil en caso de aterrizaje de emergencia.
Radio del Giro.
Es la Velocidad angular de viraje o tasa de giro, al número de grados por segundo que gira la aeronave sobre un eje vertical imaginario. Si una aeronave tarda 30 segundos en realizar un viraje de 120° el ratio de giro es de 4° por segundo.
El ratio es inversamente proporcional a la velocidad de giro y directamente proporcional al grado de alabeo.
Fuerzas en un giro.
En un giro de una aeronave intervienen un sin número de fuerzas que afectan a la aeronave. Alabear el aeroplano inclina la sustentación aunque no cambia su magnitud, el total de sustentación sigue siendo la misma, pero es evidente que esta inclinación reduce el componente vertical e incrementa el componente horizontal de forma proporcional al grado de alabeo.
Para girar el avió hay que tener en cuenta algunos factores como son; el peso, factor de carga, fuerza horizontal, fuerza vertical y la fuerza centrífuga. Y es que esto factores inciden proporcionalmente en la calidad del giro, resistencia de la aeronave al giro. Y su sustentación en dicho giro.
El peso: es peso es prácticamente invariable en el giro, debido a que no varía durante la maniobra de giro
Factor de Carga: al contrario del peso, este si varía durante el giro. Es el coeficiente que determina la cantidad de carga que puedo soportar el ala de la aeronave sin causar roturas o daños al fuselaje. El factor de carga es el resultante de la fuerza centrífuga y el peso. Por tales razones podemos decir que: cuanto mayor sea el alabeo mayor magnitud tendrá el factor de carga; en un giro coordinado con tasa y altitud constante, para cada grado de alabeo la relación entre los vectores vertical (peso) y horizontal (fuerza centrífuga) es invariable. Tanto si se trata de un Boeing-747 como de una Cessna-150, en un alabeo de por ejemplo 60º el peso es 1g, la fuerza centrífuga 1,73g y el factor de carga (soportado por las alas) 2g.
El factor de carga se incrementa lentamente al principio, después más rápidamente y de forma explosiva a partir de unos 60º. Por ejemplo: el factor de carga en un alabeo de 60º manteniendo la altura es el doble queen vuelo recto y nivelado, con 75º es cuatro veces mayor y con un alabeo de 80º se multiplica por 5,76.
Fuerza centrífuga: Es la fuerza que se manifiesta en cualquier objeto que se obliga a cambiar de dirección por eso es tan importante en aviación para las manobra de giro. También a mayor velocidad la maniobra de giro se reduce o sea, es más lenta.
Componente Vertical de Sustentación: Si en vuelo recto y nivelado este vector tenía una magnitud de 1g, suficiente para mantener el peso del aeroplano, en alabeo su magnitud se reduce y resulta insuficiente para mantener la altura de vuelo. Si no aumenta la sustentación, bien aumentando el ángulo de ataque a costa de perder velocidad o incrementando la potencia aplicada, el avión no perderá altura. En fin al alabear el aeroplano, la componente vertical de sustentación se reduce proporcionalmente al grado de alabeo.
Componente Horizontal de sustentación: Al contrario que el vertical, este componente aumenta con el alabeo, cuanto mayor sea el grado de alabeo mayor es la magnitud de este vector. Como la tasa de giro con una velocidad dada depende de la fuerza lateral ejercida, esto es del componente horizontal de la sustentación, y este componente varía en proporción al grado de alabeo, aumentar el alabeo implica aumentar la tasa de giro.
Por otra parte, si con la misma velocidad al aumentar el alabeo aumenta la tasa de giro, eso significa que el avión recorre mayor número de grados por segundo, lo que implica que el radio de la circunferencia imaginaria trazada en el giro es más corto. Así pues, aumentar el alabeo disminuye el radio de giro.
Clasificación de los Giros.
Los virajes se clasifican según la cantidad de grados de alabeo. Tales como: Suave, Medio y Pronunciado.
Suave: (Hasta25°). El amortiguamiento al alabeo del avión tiende a sacarlo del viraje y retornarlo a una posición de nivelado, por lo que para mantenerlo en el giro es necesario mantener el volante de control girado hacia ese lado.
Medio: (Hasta45°). Se comprensa la inestabilidad del giro con el amortiguador al alabeo y el avión tiende a permanecer en esa posición de viraje sin necesidad de mantener el volante girado, es decir con los alerones nivelados. Para mantener al avión en el giro, una vez alcanzado el grado de alabeo deseado gire el volante de control a una posición neutra.
Pronunciado: (más de 45°) la inestabilidad del giro es mayor que el amortiguamiento al alabeo y el avión tiende a incrementar el alabeo lo que hace necesario mantener el volante al contrario girado al contrario del alabeo del giro para neutralizar la tendencia al sobre alabeó.
Instrumentos de guía en el giro.
Coordinador de giro e inclinómetro:
El coordinador de giro y el inclinómetro son dos instrumentos de vuelo que van en una misma redonda, en el coordinador de giro hay una figura de un avión que nos indica el banqueo de las alas y si están giradas. Debajo hay el inclinómetro, contiene tres bloques, hay una bola negra, si la bola se sitúa en el bloque del centro, el avión va bien en el sentido de giros. Si la bola se pone en uno de los bloques 1 o 3, entonces el avión está derrapando, está haciendo un giro incorrecto porque le falta ascenso, u otras causas, entonces el avión "resbala".
Indicador de rumbo:
El indicador de rumbo o giroscopio direccional, proporciona al piloto la dirección del avión en grados magnéticos. Antiguamente también se usaba la brújula, pero ya no actualmente debido a que ésta se ve afectada por las variaciones magnéticas y, si el viento es turbulento, se vuelve aún menos precisa. En cambio, el indicador de rumbo es muy preciso (aunque se ve afectado por la Precesión) y da al piloto una indicación mucho más fácil de interpretar, aunque todos los aviones deben disponer también de una brújula con la cual se toma referencia para ajustar el giro direccional.
Indicador de actitud:
El indicador de actitud u horizonte artificial, muestra la actitud, relación del eje longitudinal del avión con respecto al horizonte natural, es decir: si está girado, si está con el morro levantado, bajado o ambas cosas. Sirve de gran ayuda en condiciones que la visibilidad es poca o nula, con el indicador de actitud se puede saber si se va recto y nivelado. El indicador de actitud, está compuesto por una figurita que tiene forma de avión, si esa figurita está girada, el avión está girando, si se ve levantada hacia arriba, el avión estará con un ángulo mayor que el horizonte y si está abajo, estará con un ángulo menor que el horizonte.
Altímetro:
El Altímetro da, en pies o en metros, la lectura de la altitud a la cual está volando el avión. En el altímetro hay dos agujas: La pequeña indica los millares y la larga las centenas. Teniendo esto en cuenta, cuando la aguja pequeña se encuentre en los mil pies y la larga en los 300 pies, se vuela a 1300 pies. Algunos aviones tienen una aguja más que indica las décimas, pero la mayoría de aviones ligeros tienen las dos agujas con forma de punta.
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