En esta ocasión, HangarEdu nos comparte el artículo Las Superficies de Control del Avión, en el cual revisaremos cuáles son estas superficies y como ayudan a controlar un avión durante el vuelo.

Las superficies de control se pueden clasificar en dos categorías:

• Superficies de control primarias
• Superficies de control secundarias

Las superficies de control primarias son las siguientes:

• Elevador
• Alerones
• Timón

El elevador está localizado en la parte posterior del estabilizador horizontal, los alerones se encuentran en los extremos del ala y el timón se localiza en la parte trasera del estabilizador vertical.

Estas superficies son elementos mecánicos movibles que modifican el comportamiento aerodinámico para controlar el vuelo en los tres ejes del avión.

Para entender cómo funcionan, recordemos que un perfil aerodinámico genera una fuerza de sustentación cuando está en contacto con el flujo de aire y cuando se deflecta la superficie de control aumenta la sustentación que genera el perfil.

En torno al eje lateral se genera el momento de cabeceo. Cuando se deflecta el elevador, la sustentación del estabilizador horizontal cambia y esta fuerza se aplica a una distancia a partir del centro de gravedad del avión provocando un momento de cabeceo que hace que la nariz del avión baje o suba dependiendo de la dirección en que se genera la fuerza de sustentación del estabilizador horizontal cuando se deflecta el elevador.

El momento de alabeo se genera alrededor del eje longitudinal del avión. En este caso los alerones funcionan de manera diferencial, es decir, cuando uno de ellos se deflecta hacia arriba, el otro lo hará hacia abajo y viceversa.

En la imagen anterior se observa que cuando un alerón baja, aumenta la sustentación de la semi-ala correspondiente, mientras que el alerón que sube en la otra semi-ala provoca que la sustentación disminuya o incluso que la sustentación sea negativa, esto depende de la cantidad de deflexión del alerón.

El desbalance de sustentación provocará un momento de alabeo positivo como en el ejemplo de la figura anterior, y cuando los alerones se deflectan de manera opuesta ocurre el efecto contrario y el momento de alabeo negativo provoca un giro en la dirección opuesta.

El último momento es el de guiñada, generado al rededor del eje vertical del avión. En este caso el timón se deflecta provocando que la fuerza del estabilizador vertical aumente haciendo girar al avión en torno al centro de gravedad. El momento de guiñada es positivo si el avión gira en el sentido de las manecillas del reloj y negativo en el caso contrario.

En resumen, las superficies de control primarias son los alerones, elevador y timón. Estas superficies, están presentes típicamente en todos los aviones de diseño convencional.

Cuando el diseño es más complejo normalmente es necesario emplear superficies adicionales llamadas superficies de control secundarias. Las superficies de control secundarias comunes son las siguientes:

• Flaps
• Slats
• Spoilers

Las superficies secundarias, al igual que las primarias, modifican el comportamiento aerodinámico del avión para poder controlarlo durante las fases de vuelo.

Los flaps, también conocidos como dispositivos hipersustentadores, son aletas localizadas en el borde de salida de las alas y abarcan la parte interna de la semi envergadura de cada ala.

Los flaps sirven para controlar la cantidad de sustentación generada por el ala, al desplegarse provocan que la combadura y la superficie del ala incremente, aumentando la sustentación y también el arrastre aerodinámico.

Los slats también se clasifican como dispositivos hipersustentadores y en ocasiones se describen como flaps de borde de ataque.

Los slats se despliegan para incrementar la sustentación que genera el ala, además ayudan a aumentar el ángulo de ataque máximo que puede alcanzar el ala y de esta manera se atrasa la entrada en pérdida aerodinámica o stall. Es común usar los slats principalmente durante el despegue y durante la aproximación en el aterrizaje.

Los spoilers son dispositivos localizados en el extradós del ala y tienen diferentes usos dependiendo de la fase de vuelo.

Cuando los spoilers se deflectan disminuye la sustentación y aumenta el arrastre.

Como sabes, el ala genera sustentación durante el vuelo, cuando se deflecta un spoiler de una semi-ala, el flujo de aire se interrumpe sobre el extradós y la sustentación de esa semi-ala disminuye, provocando un desbalance de sustentación y en consecuencia un momento de alabeo, al deflectar el spoiler contrario el giro es opuesto. Los spoilers y los alerones se pueden emplear para controlar el momento de alabeo del avión.

Cuando los spoilers se deflectan al mismo tiempo, entonces la sustentación del ala disminuye y ocasiona que la aeronave pierda altitud y disminuya su velocidad. Este uso es común durante el aterrizaje. En esta fase se quiere eliminar la sustentación para que el avión se quede en tierra, adicionalmente, al desplegar los spoilers el arrastre aumenta y esto contribuye a frenar el avión durante el aterrizaje.

De manera simplificada estas son las superficies de control primarias y secundarias. HangarEdu te invita a visitar y suscribirte a su canal de YouTube https://bit.ly/canalHangarEdu para que tengas acceso a sus videos educativos donde podrás conocer más detalles sobre el tema de este artículo y otros sobre ingeniería aeronáutica.