Avión de cola H
Me considero un lanzador de dardos decente. Me ayudó el haber podido vivir en Londres durante un año, donde se sabe que el juego tiene sus raíces medievales. A medida que crecía mi interés por este deporte, también lo hacía mi curiosidad por los tipos de dardos que utilizaba, así como por entender cómo funcionaban las diferentes partes y piezas. Me intrigó aprender lo importantes que son los “vuelos” para la estabilidad de la trayectoria de un dardo, y cómo las variaciones de diseño pueden adaptarse al estilo de lanzamiento de cada persona. Las alas son la parte de la cola del dardo, que suele estar hecha de plástico, papel o incluso plumas. Si alguna vez has intentado lanzar un dardo sin plumas, verás lo importantes que son.
Las propiedades de estabilidad de los vuelos funcionan de forma similar en las flechas y, por extensión, en los aviones. De hecho, la palabra empenaje, que describe el conjunto de la cola de un avión, deriva del término francés empenner, emplumar una flecha. El empenaje se considera uno de los cinco componentes principales de un avión. Incluye todo el conjunto de la cola, que comprende tanto las superficies fijas (estabilizadores verticales y horizontales) como las superficies de control móviles (timón, elevador y flaps). Estos componentes trabajan juntos para proporcionar estabilidad y control en torno a los ejes de guiñada y cabeceo de la aeronave.
Perfil del estabilizador
Una cola en T es un tipo de empenaje en el que el plano de cola (estabilizador horizontal) está montado en la parte superior de la aleta. Observado por detrás, parece la letra T mayúscula. A veces el término se utiliza para referirse a un avión con este tipo de empenaje.
La principal ventaja de una cola en T es que, en condiciones normales de vuelo, el elevador está por encima de la mayor parte de los efectos de la corriente descendente de la hélice (en el caso de una aeronave impulsada por hélice) y del flujo de aire alrededor del fuselaje y las alas. El funcionamiento del elevador en aire no perturbado permite movimientos de control que son consistentes en la mayoría de los regímenes de vuelo.
La cola en forma de T es un diseño popular en los aviones con motores montados en la popa del fuselaje (por ejemplo, el MCDONNELL DOUGLAS MD-82), ya que elimina la cola de la ráfaga de escape. Los hidroaviones y los aviones anfibios (por ejemplo, el BERIEV A-40 Albatros) suelen tener colas en T para mantener las superficies horizontales lo más alejadas posible del agua.
El principal peligro de este diseño es la posibilidad de entrar en pérdida profunda. Aunque esto también puede ocurrir en otras aeronaves, el riesgo es mayor con las colas en T, ya que un AOA alto probablemente colocaría el flujo de aire separado del ala en la trayectoria de la superficie horizontal de la cola. Esto puede dar lugar a la pérdida de autoridad del elevador y, en consecuencia, a la incapacidad de recuperarse de la pérdida (es decir, la pérdida de control).
Avión de cola en V
Esta es la octava parte de la serie Fundamentos del diseño de aviones. En las entradas anteriores hemos examinado con cierto detalle el ala y el fuselaje. Ahora pasamos a la sección de cola del avión y examinamos la función de la cola horizontal y vertical. A continuación, presentaremos un método empírico para dimensionar ambas superficies en un nuevo diseño de avión.
Casi todos los aviones que vuelan hoy en día tienen una cola situada hacia la parte trasera del fuselaje. Aunque hay varias configuraciones de cola posibles, la mayoría están compuestas por una superficie horizontal y otra vertical que estabilizan el avión en el eje longitudinal y direccional respectivamente.
El conjunto de la cola (estabilizador horizontal y vertical) también se conoce como empenaje, que tiene su origen en el término francés empenner, que significa “emplumar una flecha”. Al igual que las plumas de una flecha estabilizan la flecha en vuelo, la cola garantiza la estabilidad del avión en todas las fases de la operación.
Como su nombre indica, la disposición convencional de la cola es la más común. En esta configuración, la cola vertical se sitúa en la parte trasera del fuselaje, con el estabilizador horizontal unido al fuselaje por debajo de la cola vertical. Esta disposición funciona bien cuando los motores de la aeronave se colocan debajo del ala (como se muestra en el B737-800) donde el escape caliente del motor puede mantenerse bien alejado del estabilizador horizontal. Se trata de una disposición estructuralmente eficiente, ya que el estabilizador horizontal está fijado directamente al fuselaje y, por tanto, puede introducir y distribuir la carga resultante directamente en la estructura del fuselaje.
Avión de doble cola
Acabo de ver un vídeo sobre el diseño del Airbus A380 y, mientras lo veía, me di cuenta de que la aleta de cola en la parte trasera de este avión era enorme. Eso me hizo pensar en por qué los aviones necesitan una aleta de cola vertical y por qué hay tantos tamaños y tipos diferentes.
La cola vertical de un avión proporciona control y estabilidad a la aeronave cuando el aire fluye a su alrededor. Suele llevar incorporados un timón y una aleta de centrado para controlar la guiñada durante el despegue, el crucero y el aterrizaje. El control lo proporcionan los pilotos utilizando sus pedales y sistemas de vuelo automático.
La aleta de cola vertical de un avión está diseñada para proporcionar estabilidad y control en el eje de guiñada. Para ello, alberga un timón controlable y una aleta de compensación para su ajuste durante el vuelo. El tamaño y la forma de la aleta se determinan en función del tipo de vuelo y de las maniobras que vaya a realizar la aeronave.
Para que una aeronave vuele sin problemas, debe ser estable. Una aeronave inestable no sólo proporciona un viaje incómodo a sus pasajeros, sino que también aumenta la carga de trabajo del/de los piloto/s, incrementa la tensión aerodinámica en sus componentes y, si no se corrige a tiempo, puede conducir a actitudes de la aeronave fuera de los límites controlables.
