Mecanización del ala de un avión: descripción, principio de funcionamiento y dispositivo

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Aquellas personas que volaron en aviones y prestaron atención al ala de un pájaro de hierro, mientras se sienta o despega, probablemente notaron que esta parte comienza a cambiar, aparecen nuevos elementos y el ala misma se vuelve más ancha. Este proceso se llama mecanización del ala.

Información general

La gente siempre ha querido conducir más rápido, volar más rápido, etc. Y, en general, con el avión funcionó bastante bien. En el aire, cuando el dispositivo ya está volando, desarrolla una velocidad tremenda. Sin embargo, debe aclararse aquí que una alta tasa de velocidad es aceptable solo durante el vuelo directo. Durante el despegue o el aterrizaje, ocurre lo contrario. Para levantar con éxito la estructura hacia el cielo o, por el contrario, aterrizarla, no se necesita alta velocidad. Hay varias razones para esto, pero la principal es que necesitarás una gran pista para acelerar.

La segunda razón principal es la resistencia a la tracción del tren de aterrizaje de la aeronave, que pasará si se quita de esta manera. Es decir, al final resulta que para vuelos de alta velocidad se necesita un tipo de ala, y para aterrizar y despegar, uno completamente diferente. ¿Qué hacer en tal situación? Cómocrear dos pares de alas fundamentalmente diferentes en diseño para el mismo avión? La respuesta es no. Fue esta contradicción lo que llevó a la gente a un nuevo invento, que se llamó mecanización del ala.

Ángulo de ataque

Para poder explicar de forma accesible qué es la mecanización, es necesario estudiar un pequeño aspecto más, que se denomina ángulo de ataque. Esta característica tiene la relación más directa con la velocidad que la aeronave es capaz de desarrollar. Es importante entender aquí que en vuelo, casi cualquier ala está en ángulo con respecto al flujo que se aproxima. Este indicador se denomina ángulo de ataque.

Supongamos que para volar a baja velocidad y al mismo tiempo mantener la sustentación, para no caer, tendrá que aumentar este ángulo, es decir, levantar el morro del avión hacia arriba, tal como está hecho en el despegue. Sin embargo, es importante aclarar aquí que hay una marca crítica, después de cruzar la cual el flujo no podrá permanecer en la superficie de la estructura y se desprenderá de ella. En el pilotaje, esto se denomina separación de la capa límite.

Esta capa se denomina flujo de aire, que está en contacto directo con el ala del avión y, por lo tanto, crea fuerzas aerodinámicas. Con todo esto en mente, se forma el requisito: la presencia de una gran potencia de elevación a baja velocidad y el mantenimiento del ángulo de ataque requerido para volar a alta velocidad. Son estas dos cualidades las que combinan la mecanización del ala de un avión.

Actualizaciones de rendimiento

Para mejorarcaracterísticas de despegue y aterrizaje, así como para garantizar la seguridad de la tripulación y los pasajeros, es necesario reducir al máximo la velocidad de despegue y aterrizaje. Es la presencia de estos dos factores lo que llevó al hecho de que los diseñadores del perfil del ala comenzaron a recurrir a la creación de una gran cantidad de dispositivos diferentes que se ubican directamente en el ala del avión. Un conjunto de estos dispositivos controlados especiales se conoció como mecanización de alas en la industria aeronáutica.

Propósito de la mecanización

Usando tales alas, fue posible lograr un fuerte aumento en el valor de la fuerza de elevación del aparato. Un aumento significativo en este indicador condujo al hecho de que el kilometraje de la aeronave durante el aterrizaje a lo largo de la pista se redujo considerablemente, y la velocidad con la que aterriza o despega también disminuyó. El propósito de la mecanización del ala también es que ha mejorado la estabilidad y aumentado la capacidad de control de un avión tan grande como un avión. Esto se hizo especialmente notable cuando el avión gana un ángulo de ataque alto. Además, cabe decir que una reducción significativa en la velocidad de aterrizaje y despegue no solo aumentó la seguridad de estas operaciones, sino que también redujo el costo de construcción de las pistas, ya que fue posible reducir su longitud.

La esencia de la mecanización

Entonces, hablando en general, la mecanización del ala condujo al hecho de que los parámetros de despegue y aterrizaje del avión mejoraron significativamente. Este resultado se logró aumentando considerablemente el coeficiente de sustentación máximo.

La esencia de estoEl proceso radica en el hecho de que se agregan dispositivos especiales que aumentan la curvatura del perfil del ala del aparato. En algunos casos, también resulta que no solo aumenta la curvatura, sino también el área directa de este elemento de la aeronave. Debido al cambio en estos indicadores, el patrón de flujo también cambia por completo. Estos factores son decisivos para aumentar el coeficiente de sustentación.

Es importante señalar que el diseño de la mecanización del ala está realizado de forma que todos estos detalles sean controlables en vuelo. El matiz radica en el hecho de que en un ángulo de ataque pequeño, es decir, cuando ya están volando en el aire a alta velocidad, en realidad no se usan. Todo su potencial se revela precisamente durante el aterrizaje o el despegue. Actualmente existen varios tipos de mecanización.

Escudo

El escudo es una de las partes más comunes y simples de un ala mecanizada, que hace frente con bastante eficacia a la tarea de aumentar el coeficiente de sustentación. En el esquema de mecanización del ala, este elemento es una superficie de desviación. Cuando está retraído, este elemento está casi muy cerca de la parte inferior y trasera del ala de la aeronave. Cuando esta parte se desvía, la fuerza máxima de sustentación del vehículo aumenta, porque cambia el ángulo de ataque efectivo, así como la concavidad o curvatura del perfil.

Para aumentar la eficiencia de este elemento, se ejecuta estructuralmente de manera que cuando se desvía, se desplaza hacia atrás y al mismo tiempo hacia el borde de fuga. Exactamente asíel método dará la mayor eficiencia de succión de la capa límite desde la superficie superior del ala. Además, aumenta la longitud efectiva de la zona de alta presión bajo el ala del avión.

Diseño y finalidad de la mecanización de un ala de avión con slats

Aquí es importante tener en cuenta de inmediato que el slat fijo se monta solo en aquellos modelos de aviones que no son de alta velocidad. Esto se debe a que este tipo de diseño aumenta considerablemente la resistencia, lo que reduce drásticamente la capacidad de la aeronave para alcanzar altas velocidades.

Sin embargo, la esencia de este elemento es que tiene una parte como una punta desviada. Se utiliza en aquellos tipos de alas que se caracterizan por un perfil delgado, así como por un borde de ataque afilado. El propósito principal de este calcetín es evitar que el flujo se rompa en un ángulo de ataque alto. Dado que el ángulo puede cambiar constantemente durante el vuelo, la nariz se hace completamente controlable y ajustable para que en cualquier situación sea posible encontrar una posición que mantenga el flujo en la superficie del ala. Esto también puede aumentar la relación de elevación a arrastre.

Aletas

El esquema de mecanización de flaps es uno de los más antiguos, ya que estos elementos fueron de los primeros en utilizarse. La ubicación de este elemento es siempre la misma, se ubican en la parte trasera del ala. El movimiento que realizan también es siemprelo mismo, siempre caen hacia abajo. También pueden retroceder un poco. La presencia de este simple elemento en la práctica demostró ser muy eficaz. Ayuda a la aeronave no solo al despegar o aterrizar, sino también al realizar cualquier otra maniobra de pilotaje.

El tipo de este elemento puede variar ligeramente según el tipo de avión en el que se utilice. La mecanización del ala del TU-154, que se considera uno de los tipos de aviones más comunes, también cuenta con este sencillo dispositivo. Algunos aviones se caracterizan porque sus flaps están divididos en varias partes independientes, y para algunos es un flap continuo.

Alerones y spoilers

Además de los elementos que ya se han descrito, también existen los que se pueden catalogar como secundarios. El sistema de mecanización de las alas incluye detalles menores como los alerones. El trabajo de estas partes se realiza de manera diferencial. El diseño más comúnmente utilizado es tal que en un ala los alerones están dirigidos hacia arriba y en el segundo están dirigidos hacia abajo. Además de ellos, también hay elementos como los flaperones. Según sus características, son similares a las aletas, estas partes pueden desviarse no solo en diferentes direcciones, sino también en la misma dirección.

Los spoilers también son elementos adicionales. Esta parte es plana y se encuentra en la superficie del ala. La desviación, o más bien la elevación, del spoiler se lleva a cabo directamente en la corriente. Debido a esto, hay un aumento en la desaceleración del flujo, por lo que aumenta la presión en la superficie superior. Esto conduce a una disminuciónla fuerza de sustentación de un ala dada. Estos elementos del ala a veces también se denominan controles de sustentación de aeronaves.

Vale la pena decir que esta es una descripción bastante breve de todos los elementos estructurales de la mecanización del ala de un avión. De hecho, se utilizan muchos más pequeños detalles, elementos que permiten a los pilotos controlar completamente el proceso de aterrizaje, despegue, el vuelo en sí, etc.