¿Por qué algunos aviones tienen múltiples alerones por ala?

En un vuelo reciente en un Airbus A380 noté que sus alerones están divididos en tres segmentos que se mueven de forma independiente.

¿Qué ventajas tiene este diseño? ¿Otros aviones tienen alerones divididos (u otras superficies de control)?

Múltiples alerones en un Airbus A380

pregunta relacionada con lo que se llama timón dividido
Para obligarnos a usar 2 servos de engranajes de metal más costosos: P
@Iceman: ¡humph! Un ingeniero de contención de costos cambiaría de inmediato esos costosos engranajes de metal por engranajes de plástico menos costosos pero perfectamente reparables, a una fracción del costo. ESO entonces requeriría que un ingeniero de responsabilidad y negación plausible se reúna con un ingeniero de contribuciones políticas para garantizar que se cambien las leyes para que no se pueda encontrar que el fabricante tiene la culpa en caso de un choque debido a la falla del plástico. engranajes No te preocupes, ¡sé feliz! :-)

Respuestas (3)

Razones generales

Hay tres razones principales para tener múltiples alerones por ala en aviones grandes:

Inversión de alerones

En un avión grande, a altas velocidades, un alerón desviado puede torcer el ala lo suficiente como para causar un par de balanceo neto opuesto al previsto. Cuanto más lejos del ala esté un alerón, más probable es que surja este problema. Para aeronaves de alta velocidad, esto requiere un alerón exterior/interior, con el exterior bloqueado en un cierto límite de velocidad. En el Airbus A380, el movimiento hacia abajo del alerón hacia afuera se bloquea a 240 KIAS y el movimiento hacia arriba a 300 KIAS.

Redundancia de sistemas

Otro problema es que en la mayoría de las aeronaves grandes, simplemente no es factible tener cables a lo largo de la aeronave, por lo que se utilizan sistemas hidráulicos en su lugar. Tener alerones divididos permitiría una mayor redundancia de fallas del sistema, lo que permitiría una mayor capacidad de control en estas condiciones de falla.

Función de alivio de carga

Sobre la base de lo que Bret Copeland ya ha discutido en su respuesta, las computadoras fly-by-wire pueden usar múltiples alerones para flexionar las alas de la aeronave de una manera específica para permitir menos carga en el ala durante el crucero (contrarresta la tendencia natural del ala a flexionar hacia arriba), además de permitir el alivio dinámico de la turbulencia.

Uno de los ejemplos del uso de esto está en la revista Safety First de Airbus ( julio de 2012 ), donde utilizan la flexibilidad de tener tres alerones para desconectar las aceleraciones laterales en la parte trasera del avión cambiando las ganancias de cada uno de los controles. Al poder mover el alerón central una fracción después del alerón interior, lograron evitar estos cambios iniciales durante las pruebas de vuelo del A380.

Otros aviones

La mayoría de los aviones comerciales tienen múltiples alerones, sin embargo, en algunos casos (como el Airbus A310), no hay un alerón externo; esta función se reemplaza por spoilers.

Otro ejemplo del uso de computadoras en múltiples alerones es el Boeing 747-8, con el uso del alerón externo para solucionar problemas relacionados con el desarrollo de aleteo en ciertos extremos de la envolvente de vuelo, llamado Sistema de supresión modal de alerón externo (OAMS).

Buena respuesta. Pero una oración parece incorrecta: "Otro problema es que en la mayoría de las aeronaves grandes, simplemente no es factible tener cables a lo largo de la aeronave, lo que requiere el uso de sistemas hidráulicos". ¿Puedes aclarar eso o corregirlo?
¿No se describe mejor la "reversión del alerón" como el alerón que obliga al ala a torcerse de una manera que invierte el efecto previsto del alerón, no el material del alerón en sí mismo torciendo?
Otro factor podría ser que los actuadores más pequeños podrían ser más baratos que inventar nuevos súper potentes que pudieran mover un solo alerón gigante. También podría estar limitado por el grosor del ala, no puede construir el actuador lo suficientemente grande como para caber en el ala y al mismo tiempo accionar toda la superficie. Además, los alerones tendrían que ser mucho más rígidos si fueran accionados por un actuador. Así que esta es probablemente la solución barata de peso ligero.

No conozco la razón específica en este caso, pero si piensas en la ventaja mecánica, cuanto más lejos esté un alerón del centro de gravedad, más efecto de balanceo tendrá en el avión. Notará en la imagen que el alerón exterior se desvía menos que el alerón interior, aunque probablemente estén produciendo aproximadamente el mismo momento de balanceo.

Un beneficio que veo es que, sin duda, reduce la carga alar en el extremo más alejado de las alas y, por lo tanto, reduce la tensión/flexión en el ala durante los giros. Esto podría ser muy importante para un avión tan masivo y pesado como un A380, pero menos importante para aviones más pequeños donde la carga alar es naturalmente menor.

En el caso del A380, he leído en el FCOM que no desvían todos los alerones al mismo tiempo para la comodidad de los pasajeros y los alerones se usan para amortiguar las oscilaciones de las alas, por ejemplo, causadas por turbulencias.

El A330 también tiene un alerón dividido.

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