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¿Qué son las flautas y cómo funcionan?
Las fosas son dispositivos elevadores montados en el borde de la pista (y a veces el borde de la pista) de un ala de un avión. Cuando se despliegan, aumentan el camber (curvatura) y la superficie de la ala, produciendo más elevación a una velocidad de aire determinada. Esto permite que el avión vuele a velocidades más bajas durante el despegue y aterrizaje sin aplazamiento.
Los aviones modernos utilizan varios tipos de solapas, cada uno con efectos aerodinámicos específicos:
- Plaps de colada – Superficies de bisagra simple que aumentan el cambar. Agregan el elevador moderado con un aumento de la arrastre relativamente pequeño.
- Flaps de latón] – Extienda sólo desde la superficie inferior de la ala, creando alta resistencia y ascensor moderado. A menudo se utiliza en diseños antiguos.
- Flaps enrollados – Tener una brecha entre la solapa y el ala que permite que el aire de alta energía fluya sobre la parte superior, retrasando la separación y aumentando el ascensor.
- Fowler flaps – Diapositiva hacia atrás antes de desviarse hacia abajo, aumentando tanto el área de ala (chord) como el camber. Estos producen las mayores ganancias de elevación y son comunes en los aviones de transporte.
- Flaps de Krueger – Dispositivos de vanguardia que se mueven hacia adelante desde el fondo del ala, aumentando el camber en ángulos altos de ataque. A menudo utilizados en conjunto con flaps de bordes de trazado.
El tipo específico de solapa y su configuración (ángulo de extensión) son parámetros críticos que los pilotos y los ingenieros de rendimiento evalúan para lograr la distancia de despegue más corta posible manteniendo gradientes de escalada seguras.
La Aerodinámica del Despliegue de Fórmulas
El coeficiente de elevación del ala cambia directamente los coeficientes de elevación y arrastre del ala.Para un área determinada, el coeficiente de elevación (CL ] aumenta a medida que se extienden los arrastres.Esto significa que el asaducto puede generar el elevador necesario para el despegue a una velocidad de aire más baja, reduciendo el flujo de tierra necesario para acelerar.
El despliegue de la solapa cambia a la izquierda y al al alza. El ángulo de la estatura disminuye porque el aumento de la cámara acelera el flujo de aire sobre la superficie superior, pero el coeficiente de elevación máximo (CLmax ]) aumenta considerablemente.
Arrastre también aumenta debido a un aumento de la arrastre de forma y a la arrastre inducida desde el elevador. En los ángulos relativamente bajos de ataque usados durante el despegue, la arrastre adicional es manejable. Sin embargo, si las aletas se extienden demasiado, la pena de arrastre puede ralentizar la aceleración o incluso evitar que el avión alcance una velocidad de subida segura.
Ajustes de Flap y las tres fases de despegue
Un despegue se divide normalmente en tres segmentos: el rodillo de tierra, la transición (rotación a despegue), y la subida inicial. Cada segmento se ve afectado por la selección de solapa de una manera distinta.
Reducción de los rollos de tierra
El rodillo de tierra es la distancia de la liberación de frenos al punto en que las ruedas salen de la pista. Con solapas extendidas, el avión alcanza su velocidad de despegue (VLOF) a una velocidad de aire más baja. Debido a que el tiempo de aceleración es más corto, la distancia de la rueda de tierra se reduce flap.
Sin embargo, la arrastre extra de las aletas puede frenar la aceleración durante la parte inicial del rollo. Para mitigar esto, muchos procedimientos requieren avanzar el acelerador a la potencia máxima antes de liberar frenos; la pena de arrastre es más notable a bajas velocidades. A medida que el avión acelera, el impacto relativo de la arrastre disminuye, y el beneficio de la velocidad de despegue inferior domina.
Velocidad de rotación y distancia de elevación
[LT] [FLT] [FLT] [FLT] [4]] [FLT] [4]]] [La velocidad de elevación del motor] [FLT] [4]]] [La velocidad de elevación del motor] [4]] [Longitud de la toma [LT] [Longitud de la toma [LT]
Nivel inicial
Inmediatamente después del despegue, el avión debe alcanzar un gradiente de subida positivo. Las flaus aumentan el ascensor pero también añaden la resistencia. En un poder dado, el exceso de empuje (turo – arrastrar) determina el ángulo de subida. Si la arrastre es excesiva, el gradiente de subida puede llegar a ser peligrosamente poco profundo – una condición que puede ser fatal cerca de los obstáculos.
Trade-Offs: Lift Enhancement vs Drag Penalty
La decisión central en la selección de solapas es cuánto ascensor contra arrastre es aceptable para el despegue específico. Una concepción errónea común es que “más solapadas son siempre mejores para los campos cortos”. En realidad, la superposición puede dañar el rendimiento.
¿Por qué la flauta máxima no es siempre mejor
Cuando las bofetadas se extienden a la posición máxima permitida de despegue (a menudo 30–40° en aviones ligeros), la arrastre aumenta tanto que el avión puede luchar para acelerar más allá del punto de despegue. El piloto puede ser obligado a mantener el avión en el suelo más tiempo para ganar velocidad, negando la ventaja del elevador. Además, la penalización de arrastre en la escalada inicial puede limitar la tasa de subida.
Requisitos de la escala de segmentos
Bajo estándares de certificación (por ejemplo, FAR Parte 25 para aviones de transporte), la ruta de despegue incluye una segunda subida de segmento – desde 35 pies (o 50 pies en algunos casos) hasta el punto en que se pueden retractar las boletas. El avión debe demostrar un gradiente de subida mínimo con un motor inoperante. Ajustes de solapa más alto es el uso de la bofetada de escalada disponible, por lo que el ajuste de de de de de de de de de despago normal es siempre un solo un compromiso entre el campo de longitud
Factores que influencian la selección de la flauta óptima
No hay un ajuste de solapa funciona para cada salida. Los pilotos deben calcular el mejor ajuste para cada despegue basado en varias variables.
Aviones Peso y Centro de la Gravedad
Los aviones más pesados necesitan más ascensor para ser aéreos, por lo que se benefician de una mayor deflexión de la cola. Sin embargo, el centro de gravedad (CG) también importa. Un CG de avance reduce el apalancamiento de la cola para la rotación, que puede requerir un ajuste de solapa más alto para ayudar a elevar la nariz. Por el contrario, un CG de popa hace más fácil la rotación pero puede llevar a tendencias de lanzamiento; ajustes de solapados inferiores pueden ser preferido para mantener el control.
Duración de la pista y condiciones de superficie
Las pistas cortas exigen el rodillo de tierra más corto posible. Los ajustes de solapa más altos son generalmente elegidos, siempre que el gradiente de escalada siga siendo adecuado. En una pista húmeda o helada, el frenado no es un factor durante el despegue, pero la fricción reducida puede alargar ligeramente el rodillo de tierra; las solapas moderadas ayudan a mitigar esto. En un campo suave (gras, barro, arena), el elevador extra de los bolaps aumentan consigue el riesgo de aeronaves disminuyendo más rápido.
Densidad Altitud (Temperatura y Presión)
La temperatura alta y la alta altitud, tanto baja densidad del aire. Menos aire denso significa menos elevación por unidad de velocidad del aire, por lo que el avión debe acelerarse a una velocidad de aire verdadera más alta para obtener el aire – y que tarda más tiempo. La configuración de la solapa superior puede ayudar aumentando C] Lmax, compensando parcialmente el nivel de la densidad.
Obstáculos Requisitos de limpieza
Si un obstáculo (árboles, edificios, terreno) está cerca del extremo de salida de la pista, el avión debe subir abruptamente inmediatamente después del despegue. Un ajuste de solapa moderado (a menudo el ajuste de “depuración del bloque” del fabricante) proporciona un gradiente de subida superior a los solapados. El piloto debe cambiar la distancia de la rueda de tierra para el ángulo de subida – un clásico de rendimiento.
Uso de la Flap en Aeropuertos de Alta Altitud
Operando desde aeropuertos de alta altitud (por ejemplo, Denver, Colorado; La Paz, Bolivia) añade un reto adicional. La combinación de baja densidad de aire y reducción de potencia del motor exige una selección cuidadosa de solapa. Muchos fabricantes proporcionan una mesa de corrección de altura o temperatura. En algunas condiciones de densidad alta, la acción recomendada es utilizar menos solapado que la normalidad para asegurar que el avión pueda acelerar a través de las altas velocidades de tierra necesarias para la rotación.
Ajustes de la flauta en la práctica: Aeronaves comunes
El procedimiento de selección de solapa varía según el tipo de aeronave. Examinar ejemplos típicos aclara los principios.
Pequeña Aviación General (Cessna 172, Piper Cherokee)
El despegue normal de Cessna 172 utiliza bofetadas de 10°. Para los despegues de campo corto, también se recomiendan bofetadas de 10° (o a veces 20° en el modelo 172S). Las solapas completas (30° o 40°) se utilizan sólo en condiciones de campo blando y se retraen inmediatamente una vez alcanzada una altitud segura. Se enseña a los pilotos que más de 10° de bofetadas aumenta el rendimiento de la empuje de la resistencia de la mano
Categoría de transporte (Boeing 737, Airbus A320)
Los aerolíneas usan un ajuste de solapa designado por grados: las boletas típicas de despegue 737 son de 5°, 10° o 15°, dependiendo del peso, la longitud de la pista y la temperatura. El Airbus A320 utiliza configuraciones 1 (aplausos de borde de tracción (18° con listones), 2 bofetadas de borde de tracción con solapas de deslizamiento de campo de deslizamiento.
Operaciones especiales (campo corto, campo blando)
En el vuelo de arbustos, donde las pistas son extremadamente cortas y ásperas, los pilotos pueden utilizar ajustes de solapa más allá de la gama normal, incluso bofetadas parciales para despegues de estilo de aterrizaje. Por ejemplo, el de Havilland DHC‐2 Beaver utiliza bofetadas de 20–40° para salidas de campo corto. Estos aviones tienen carga de baja ala, por lo que la pena de arrastrar es manejable.
Consideraciones normativas y de seguridad
El entorno regulatorio de la aviación garantiza que los pilotos basen su selección de solapa en datos de rendimiento validados en lugar de adivinanzas.
Datos de rendimiento de los manuales de vuelo
Cada avión certificado tiene un Manual Operativo (POH) o Manual de Vuelo de Aviación (AFM) de Piloto que incluye tablas de rendimiento y gráficos para diferentes ajustes de solapa, pesos, altitud, temperaturas y condiciones de viento. Estos datos se derivan de pruebas de vuelo y representan el rendimiento mínimo garantizado. Los pilotos se requieren para utilizar estos valores cuando se calculan las distancias de despegue, convirtiéndolos en la fuente definitiva para la selección de solapa.
Desmontaje de Thrust reducido y selección de Flap
Las aerolíneas suelen utilizar empuje reducido (desmontes de temperatura predefinidos o asumidos) para ahorrar costes de mantenimiento del motor. El ajuste de solapa elegido debe ser compatible con el empuje reducido. Si se utiliza un ajuste de solapado más alto con empuje reducido, el gradiente de subida puede ser marginal. Por lo tanto, los ingenieros de rendimiento proporcionan combinaciones específicas de ajuste de solapado, reducción de empuje y máximo.
Desactivación y fallas
Si las bofetadas no se extienden simétricamente o en absoluto, los pilotos deben depender de procedimientos alternativos. La mayoría de los operadores tienen un "no despido" o "desempacamiento de cola" de la tabla de rendimiento, que no asume extensión de solapa. Tales despidos requieren pasar mucho más tiempo y resultan en una mayor velocidad de rotación.
FAA Airplane Flying Handbook proporciona una orientación integral sobre el rendimiento de despegue y el uso de solapa.
Conclusión: Configuración de la lámina de masterización
El ajuste adecuado de la bofetada es una de las opciones más consecuentes que un piloto hace antes de cada despegue. Controla directamente la rapidez con que el avión puede llegar a ser aéreo y la intensidad de su escalada. Entendiendo los principios aerodinámicos – el despegue del ascensor, el efecto en la velocidad de rotación y las exigencias de la limpieza de obstáculos – los pilotos pueden seleccionar el ajuste que minimiza la distancia de despegue mientras mantiene la seguridad.
No se aplica una sola regla a todos los aviones y todas las condiciones. Las tablas de rendimiento, la experiencia y la planificación preluz cuidadosa son indispensables. En última instancia, la configuración de la superposición de la competencia significa entender la física, respetar los cambios y utilizar los datos en el manual de vuelo. El resultado es un despegue que no es sólo más corto pero más seguro, si la pista es una tira de asfalto de 12 metros o un parche de 2.000 pies.