En el abanico de ingenios mecánicos, electrónicos, aerodinámicos…, que componen la creación de ingeniería que es un avión, está el dispositivo hipersustentador. O más bien deberíamos hablar de dispositivos hipersustentadores, que son muchos. Veamos qué son, en qué consisten y cuántos tipos hay.
¿Qué es un dispositivo hipersustentador?
Ya hemos hablado en este blog de la sustentación, una de las fuerzas en las que se basa el hecho de que un avión se mantenga en el aire. La sustentación se convirtió en el gran enigma a resolver por el hombre desde que comenzó a crear sus primeros ingenios para volar. Pues bien, hay algunas fases del vuelo en las que la aeronave precisa de un extra de sustentación. Al aumentar el coeficiente de sustentación, el avión podrá volar a velocidades más bajas que la de crucero, algo esencial, por ejemplo, en el despegue, ascenso inicial, aproximación o aterrizaje.
Y ¿cómo se logra aumentar la sustentación? Fácil: con un dispositivo hipersustentador. Son elementos que se añaden al avión y que permanecen activos en estas fases mencionadas, pero que se repliegan o inactivan cuando la aeronave se encuentra en fase de crucero. Hay unos dispositivos más comunes que otros; no obstante, vamos a ver cuántos tipos existen.
Dispositivos hipersustentadores pasivos
Un dispositivo hipersustentador pasivo es aquel que aumenta la sustentación del avión modificando la geometría de las alas o planos. Puede hacerlo variando su curvatura o su superficie. También puede lograrse hipersustentación pasiva creando huecos en el perfil alar que permitan controlar el flujo de aire.
Existen, principalmente, dos: los flaps y los slats.
Flap
Los flaps son esos dispositivos que se sitúan en el borde de la salida del ala. Puede que los hayas visto entrando en acción al despegar o aterrizar; son una especie de paneles que se abren como en abanico, y se despliegan o repliegan según las necesidades del vuelo. No solo aumentan sustentación y resistencia en maniobras de despegue o aterrizaje, sino que son instrumentos muy útiles cuando en dichas maniobras contamos con una menor longitud de pista.
Estos dispositivos incrementan el coeficiente de sustentación aumentando la superficie del ala o incrementando el coeficiente de sustentación del perfil y, aunque suelen situarse en el borde de salida (es decir, en la parte trasera del ala), también pueden llegar a instalarse en el borde de ataque. Los flaps se expanden cuando necesitamos disminuir la velocidad del avión y se repliegan cuando se alcanza la velocidad de crucero.
Los flaps de borde de salida (es decir, los más comunes) suelen contar con dos o tres series en cada lado, y cuentan con varios planos sucesivos (tres o cuatro) que se van desplegando en forma de escalera, hacia abajo y simétricamente, y que dejan pasar el aire entre ellos a través de sucesivas ranuras. ¿Cómo incrementan la sustentación y la resistencia del avión? Esta modificación no solo afecta a la curvatura del perfil alar, sino también a su superficie y a su ángulo.
Existen numerosos tipos de flaps. Los cuatro más comunes son:
Simples. Se usan principalmente en aviones ligeros.
Divididos. La parte superior del ala se separa de la inferior cuando los flaps se despliegan.
Ranurados. Una evolución de los anteriores, que deja una ranura entre el ala y el flap al abrirse; así, el paso de flujo de aire proporciona un extra de sustentación.
Fowler. Los más utilizados en aviones comerciales de gran tamaño, aumentan de manera significativa tanto la curvatura como la superficie alar.
Slat
Al igual que los flaps, los slats son elementos que modifican el perfil del ala para disminuir la velocidad de la aeronave, y que, como aquellos, se inactivan cuando se alcanza la velocidad máxima. Se sitúan en la parte delantera del plano (borde de ataque), y son más habituales en aviones de gran tamaño que en otros más ligeros.
Dispositivos hipersustentadores activos
Se conoce como dispositivo hipersustentador activo a aquel que aumenta el coeficiente de sustentación introduciendo de una determinada manera energía en el fluido. A diferencia de los pasivos, los activos tratan de modificar la capa límite de un fluido (esto es, la zona en la que dicho fluido es perturbado por la presencia de un sólido, en este caso el avión). Existen principalmente estos cuatro:
Flap soplado
Estos flaps reciben aire inyectado desde el compresor, que pasa a presión a través de unos conductos hasta la ranura de aquellos. De este modo, la energía cinética (la que posee un cuerpo en movimiento) aumenta y genera un entorno aerodinámico favorable que evita que haya un desprendimiento en la mencionada capa límite.
Rodillo de borde de ataque
El borde de ataque es la parte del ala más pegada al avión por la parte delantera. Pues bien, ahí se puede instalar un cilindro que gira sobre su eje en el sentido de las agujas del reloj. Lo que logra este dispositivo hipersustentador es acelerar artificialmente el aire que fluye por la parte de arriba del ala o extradós y ralentizar la velocidad del aire que pasa por la parte inferior o extradós. Lo que se logra, en definitiva, es aumentar notablemente el coeficiente de sustentación al ala.
Imagen | MSCTpics