De acuerdo con el informe de la NTSB sobre el accidente del vuelo 585 de United Airlines , la capacidad de los controles laterales del 737 (alerones y spoilers de vuelo) para contrarrestar las fuerzas de balanceo producidas por (digamos) un timón endurecido es considerablemente peor en ajustes de flaps más bajos, de modo que , en algunos casos, un hardover que ocurre con los flaps del avión completamente extendidos puede producir solo dificultades menores de control, mientras que el mismo mal funcionamiento que ocurre con los flaps en (digamos) el ajuste de diez grados resultaría en una pérdida de control direccional (páginas 60- 61 del informe; páginas 78-79 del archivo PDF del informe):
...La posición de los flaps y la velocidad del aire son importantes para determinar la capacidad de control durante una condición de timón rígido. Con el timón a unos 25 grados del morro del avión a la derecha (ANR), existirían las siguientes condiciones a una velocidad aerodinámica calibrada (KCAS) de 150 a 160 nudos. Los ángulos de alabeo se indican como ala izquierda o derecha hacia abajo (LWD, RWD) y brindan una solución de compensación de rumbo constante (sin giros), excepto en el último caso.
Ángulo de timón …… Flaps …… Ángulo de deslizamiento lateral …… Ángulo de ruedas …… Ángulo de alabeo
25 ANR …………… 40 ……… 14 ANR ……………… 35 LWD ……… 18 LWD
25 ANR …………… 30 ……… 15 ANR ……………… 44 LWD ……… 17 LWD
25 ANR …………… 25 ……… 15 ANR ……………… 68 LWD ……… 16 LWD
23 ANR* ………… 15 ……… 17 ANR ……………… 107 LWD ……… 23 LWD
21 ANR* ………… 10 ……… 16 ANR ……………… 107 LWD ……… 19 LWD
25 ANR** ………… 10 ……… 13 ANR ……………… 107 LWD ……… 40 RWD
* Menos del timón completo permitido para mantener el control direccional.
** Pérdida de control direccional.
A 10 y 15 grados de reglaje de flaps, no se puede mantener el rumbo con la desviación total del timón. Si se logra un timón completo a la derecha con una configuración de aleta de 10 grados, por ejemplo, se pierde el control del rumbo y, según Boeing, se logra una solución constante de ajuste de ala derecha hacia abajo de 40 grados que da como resultado un vuelo de giro a la derecha incluso con desviación total de la rueda izquierda...
¿Por qué, para una velocidad aerodinámica determinada, los controles laterales del 737 se vuelven cada vez más ineficaces a medida que se retraen los flaps?
De acuerdo, ¡resulta que esto no era tan diferente de la pregunta sobre la velocidad aérea cruzada después de todo!
Para citar la respuesta de @PeterKämpf a esa pregunta:
¿Cómo pueden [los alerones y spoilers de un avión] la autoridad de control lateral superar la del timón más allá de cierta velocidad?
Esto depende del coeficiente de sustentación del ala. Con un coeficiente de sustentación más alto, el alerón inferior no puede agregar la misma cantidad de sustentación que podría con un coeficiente de sustentación más bajo. Mientras que el alerón levantado en el lado opuesto aún reducirá la sustentación localmente, el alerón bajado se vuelve menos efectivo para elevar la sustentación a medida que aumenta el coeficiente de sustentación. Un coeficiente de sustentación más alto provoca un pico de succión más alto cerca del borde de ataque y ejerce más presión sobre la capa límite, y agregar más de lo mismo será más difícil a medida que el ala se acerque a las condiciones de pérdida.
Otro factor es la guiñada adversa que aumenta con el coeficiente de sustentación. Esta guiñada adversa se sumará al momento de guiñada del timón rígido y aumentará el deslizamiento lateral, lo que a su vez producirá más momento de balanceo del diedro contra el efecto del alerón. A medida que la guiñada adversa disminuye con un coeficiente de sustentación más bajo, también lo hace el ángulo de deslizamiento lateral y los alerones ganan poder de control.
Lo que también explica por qué la velocidad aerodinámica cruzada del 737 es menor con los flaps hacia abajo; cuando los flaps están levantados, la aeronave tiene que volar a un ángulo de ataque más alto para generar la misma cantidad de sustentación a la misma velocidad. Esto aumenta el coeficiente de sustentación en toda el ala, incluida la parte exterior donde se montan los alerones, lo que hace que el alerón desviado hacia abajo, para usar la terminología de Peter Kämpf, sea "menos efectivo para aumentar la sustentación", y aumenta la guiñada adversa generada por el alerones desviados. Todo lo cual disminuye la autoridad de balanceo de los alerones y, dado que la autoridad de balanceo de los spoilers no puede aumentar para compensar, disminuye la autoridad de balanceo de los controles laterales de la aeronave en su conjunto.
Con los flaps hacia abajo , por otro lado, el coeficiente de sustentación del ala interior aumenta, lo que significa que el resto del ala no tiene que generar tanta sustentación, lo que significa que la aeronave puede volar con un ángulo de ataque más bajo. para una velocidad dada, lo que disminuye el coeficiente de sustentación de la sección del ala exterior, sin flaps, que contiene alerones, lo que aumenta la efectividad del alerón bajado y disminuye la guiñada adversa generada por los alerones, lo que aumenta la autoridad de balanceo de la aeronave.
Roberto DiGiovanni
Roberto DiGiovanni