Mandos de vuelo

ATA 27- MANDOS DE VUELO

TEORÍA DE VUELO Encargados de mantener la estabilidad en los 3 ejes por los mandos de vuelo primarios que realizan el mando y control (ALERONES, TIMÓN DE DIRECCIÓN Y TIMÓN DE PROFUNDIDAD).

SUPERFICIES DE MANDO.

• Partes del avión que modifican la orientación de la aeronave.

• Modifican las fuerzas aerodinámicas que producen las superficies de control, cuando se giran cierto ángulo en el viento relativo.

• Según su funcionamiento podemos distinguir entre superficies de mando primarias y secundarias.

• Las superficies de mando se accionan desde la cabina del piloto con los controles de vuelo.

• El bastón de mando(cuernos) posee un mecanismo que transmite el movimiento al timón de profundidad para el cabeceo.

• El mismo bastón de mando posee en la parte superior el cuerno o volante para accionar sobre los alerones los que producen el movimiento de alabeo.

• También pueden ser mandados por un joystick

ELEMENTOS DE CONTROL DE UN AVIÓN.

SUPERFICIES DE MANDO PRIMARIAS: Son aquellas que dan el control de la aeronave al piloto.

CONTROLES PRIMARIOS.

• Alerones Interiores y Exteriores: controlar el alabeo.

• Timón de Profundidad: controlan la profundidad.

• Timón de dirección: controlan la dirección.

SUPERFICIES DE MANDO SECUNDARIAS: Modifican la sustentación del avión, son auxiliares de las primarias.

• Spoilers. • Slats. • Flaps.

CLASIFICACIÓN DE LOS MANDOS DE VUELO SEGÚN LA TRANSMISIÓN DE ÓRDENES.

MECÁNICOS: Transmiten las órdenes de mando por medios mecánicos.

• Sistemas mecánicos simples.

• Hidráulicos.

• Motores eléctricos.

ELÉCTRICOS Ó FLY BY WIRE. Transmiten las órdenes de mando por medios eléctrico:

• Accionamiento hidráulico.

• Accionamiento electromecánico

LOS MANDOS DE VUELO PODEMOS AGRUPARLOS EN CUATRO GRANDES GRUPOS SEGÚN SEA SU FORMA DE FUNCIONAMIENTO:

• MECÁNICOS. • HIDRÁULICOS. • ELECTROMECÁNICOS. • MANDO ELÉCTRICO (FLY BY WIRE).

CLASES DE SISTEMAS DE CONTROL POR MANDO MECÁNICO: Las superficies de control no se desplazan directamente desde la cabina dada la fuerza necesaria para su accionamiento debido a las fuerzas aerodinámicas ejercidas sobre ellas. (salvo los de accionamiento manual)

Para moverlas se emplean sistemas reforzadores o de asistencia de mando de vuelo. Se clasifican según su modo de accionamiento en:

1. SISTEMA DE ACCIONAMIENTO MANUAL. Conecta directamente la palanca de mando y las superficies aerodinámicas de control de vuelo.

2. SISTEMA DE COMPENSACIÓN AERODINÁMICA.

•Refuerzan por medios aerodinámicos la acción de mando del piloto, como son las aletas.

• Se mueven en sentido contrario al de la superficie de mando principal (tap)

• Permiten que las superficies de control se mantengan en una posición fijada por el piloto

3. SISTEMA DE MOVIMIENTO POR MEDIOS MOTORIZADOS.

La fuente de potencia puede ser: • NEUMÁTICA. • ELECTRICA • HIDRAULICA (HABITUAL).

*Estos podemos clasificarlos en Reversibles e irreversibles (de mando total)

REVERSIBLES : Tienen la posibilidad de control manual en caso de fallo del sistema motorizado.

• El piloto mueve el volante y desplaza las válvulas del sistema hidráulico a expensas de mayores esfuerzos en el volante.

• La reacción del avión es proporcional a la fuerza que se ejerce sobre la palanca de mando. El piloto siente el avión.

• En caso de avería del sistema, el piloto puede controlarlo manualmente ejerciendo una fuerza mayor en el volante.

IRREVERSIBLES Ò DE MANDO TOTAL: Tienen alta fiabilidad y no se pueden controlar manualmente, consta de tres sistemas hidráulicos de apoyo.

• El piloto no siente el avión al actuar sobre unas válvulas de control, así, se proporciona un mecanismo de sensación artificial al mando.

SUPERFICIES DE MANDO PRIMARIAS

Mantienen la estabilidad en los 3 ejes del espacio

Tres ejes perpendiculares entre sí cuyo punto de intersección está situado sobre el centro de gravedad del avión.

- ALABEO “X” (ROLL) Control y eje longitudinal (alerones,y spoiler en aviones modernos) girando los cuernos de mando se produce la deflexión diferencial de los alerones.

- EJE LONGITUDINAL. X

• Es un eje imaginario que se extiende desde el morro a la cola del avión.

• Al tiempo que el alerón de una de las alas sube, el alerón de la otra ala baja, siendo el ángulo de deflexión proporcional al grado de giro de los cuernos de mando.

-MANDO DE ALABEO (ROLL)

El alerón que es deflexionado hacia abajo, produce un aumento de sustentación en el extradós del ala debido al aumento de su curvatura provocando el ascenso de la misma. Mientras que el alerón que es deflexionado hacia arriba, produce en su ala una disminución de sustentación, motivando el descenso de la misma.

-ALERONES EXTERIORES E INTERIORES.

A grandes velocidades, los alerones situados en los extremos de las alas provocan un momento de alabeo muy brusco, demasiado par.

• Por ello los aviones modernos principalmente de grandes dimensiones, tienen alerones interiores y exteriores.

• A baja velocidad se emplean ambos tipos.

• A gran velocidad el alabeo se consigue únicamente con los alerones interiores.

• En los aviones comerciales modernos en este movimiento intervienen también los spoilers, ayudando a los alerones en el giro del avión.

• Los spoilers del ala correspondiente al alerón que sube, también sube, permaneciendo fuselados con el ala los spoilers del lado contrario.

-GUIÑADA ADVERSA.

En el alabeo un ala sube debido a que tiene más sustentación por el alerón abajo, mientras que la otra baja al tener menos sustentación por el alerón arriba.

• El ala que sube tiene más sustentación pero también más resistencia inducida, y la que baja tiene menos sustentación pero también menos resistencia inducida.

• Por tanto un ala tendrá ligeramente más velocidad que la otra lo cual dará lugar a guiñada adversa,

• Es decir tenderá a girar el morro hacia el lado contrario del ala que cae o alabea hacia abajo.

-SISTEMA DE COMPENSACIÓN (TRIM) DE ALERONES.

• La misión de la compensación es introducir ligeras variaciones en el punto neutro de los mandos moviendo ligeramente las aletas de compensación TRIM TAB y por tanto los alerones y así estabilizar el avión en su eje longitudinal.

• El sistema está controlado mecánicamente por un mando de control en el pedestal.

-TUBO DE TORSIÓN El tubo de torsión interconecta los dos volantes de control.

• Permite que cada volante de control opere el sistema de alerones en situaciones de bloqueo del otro volante.

-ALERONES SERVO DE ALABEO DEL PILOTO AUTOMÁTICO.

• El servo de alabeo controla el movimiento de los alerones bajo las órdenes del piloto automático.

• El servo consta de dos motores unidos a un conjunto de arrastre a cuya polea van unidos los cables de mando.

EJE DE CABECEO “Y” (PITCH) Control y eje lateral

EJE TRANSVERSAL. Y

• Sobre el eje transversal de la aeronave, usamos los timones de profundidad con el volante de mando.

•Los colocamos en las partes más alejadas del centro de gravedad, en el fuselaje para mantener el equilibrio en el eje transversal de la aeronave.

• Los timones de profundidad controlan el cabeceo del avión, van siempre asociados a la superficie del estabilizador horizontal.

•2 montajes claramente diferenciados, en la parte trasera del fuselaje, lo que sería la posición de una cola convencional, ó en su parte anterior, lo que se denomina un canard.

TIMÓN DE PROFUNDIDAD

• Si desplazamos hacia delante el volante, el timón de profundidad girará hacia abajo, (PICADO) aumentará su curvatura en la cara superior y por tanto aumentará la fuerza de sustentación hacia arriba que levantará la cola y hará que el morro del avión baje (pique).

• Si desplazamos hacia atrás el volante,(ENCABRITAMIENTO) el timón de profundidad girará hacia arriba, aumentará su curvatura en la cara inferior y por tanto aumentará la fuerza de sustentación hacia abajo que bajará la cola y hará que el morro del avión suba (encabrite).

• El movimiento de cabeceo del avión, provoca la variación del ángulo de ataque

• En algunos aviones, el empenaje horizontal de cola es de una sola pieza haciendo las funciones de estabilizador horizontal y de timón de profundidad. sswsssssssss

•Los timones de profundidad se sitúan en el extremo del fuselaje para aprovecharnos del momento de palanca que esta posición nos brinda

Estabilizador horizontal

• La función del Estabilizador horizontal, es controlar la aeronave en el eje transversal (cabeceo).

• La geometría del estabilizador horizontal, depende

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