¿Por qué se retraen los flaps?

¿Por qué se retraen los flaps? Lo sé, puede parecer obvio al principio, debido a la resistencia, pero en lugar de retraer las aletas, ¿no pueden simplemente hacer que las aletas sean lo suficientemente flexibles para entrar en una posición de resistencia reducida y actuar como un ala extendida?

Tal vez haya una razón por la que deberíamos considerar esta tecnología, ya que realmente podría ayudar en términos de tasa de ascenso. O, ¿esto ya se analizó, pero los ingenieros decidieron que algo andaba mal y descartaron la idea?

Y, por cierto, la mayoría de las respuestas implicaban la retracción automática de los flaps, aunque nunca dije nada sobre hacer que los flaps fueran automáticos. Solo un descargo de responsabilidad.

En un avión de pasajeros que vuela a 150 nudos, ¿cómo distinguiría su sistema de flaps entre la configuración de despegue y aterrizaje? ¿Cómo esperaría que un piloto que vuela en condiciones de ráfagas a bajo nivel maneje un ala que cambia su configuración en respuesta a cada ráfaga?
Necesita diferentes configuraciones de flaps para diferentes condiciones y escenarios. CACC ha mencionado un par. Considere solo las diferentes necesidades de un avión GA pequeño (como un C172). No necesita flaps para despegues normales y 10° para despegues suaves y/o de campo corto. Es posible que necesite 20° en ráfagas y aterrizajes con viento cruzado fuerte. Sin embargo, necesita 30° para un aterrizaje normal y 40° para aterrizajes suaves y/o de campo corto. A algunos pilotos les gusta retraer los flaps en el despliegue para aumentar la eficiencia de frenado. Otros prefieren esperar hasta salir completamente de la pista. Y, ¿cómo resolverías los colgajos asimétricos si no puedes retraerlos?
El mecanismo que describe no puede tener en cuenta el cambio en la relación de aspecto de algún tipo de aletas que se extienden hacia atrás (por ejemplo, aletas de cazador )
¿Por qué el voto negativo? ¿Qué tiene de malo una pregunta lista para usar que merecería un voto negativo?
@PeterKämpf gracias.
@L'aviateur. J'assume que tu parle francais. Pero tal vez no. De todos modos, nunca he visto flaps que no lo hagan antes.
¿Qué vínculo con Francia? me equivoque...confusion
Lo lamento. Es solo que su nombre es francés y también publicó una pregunta que tenía un diagrama en francés. ¿Pero supongo que no?

Respuestas (4)

Los flaps se retraen para reducir el área del ala. Esto tiene varias ventajas cuando se vuela rápido:

  • La mayor carga alar (peso por área de producción de sustentación) reduce las cargas de ráfagas. Cuando es golpeado por una ráfaga vertical, el ángulo de ataque aumenta repentinamente, al igual que la sustentación. Si esto sucede a alta velocidad (más precisamente: a alta presión dinámica), el aumento de sustentación podría sobrecargar el ala. Un área reducida solo producirá tanta sustentación adicional antes de que el ala entre en pérdida, lo que limita la sustentación adicional de las ráfagas.

  • Menos área expuesta también significa menos arrastre por fricción. Su propuesta de aleta flexible aún dejaría expuestos ambos lados de la aleta, agregando más superficie para el arrastre por fricción. Dicho de otra manera, la mayor carga alar aumenta el coeficiente de sustentación, lo que generalmente mejora la L/D a alta velocidad.

  • La retracción cierra los espacios entre las secciones del ala y del flap. Si bien esos espacios son importantes para maximizar el coeficiente de sustentación para la velocidad de aterrizaje más baja posible, aumentan la resistencia en todos los coeficientes de sustentación.

El mecanismo de retracción es pesado y aumenta el costo de mantenimiento, pero vale la pena.

Respuesta muy detallada pero comprensible. Gracias por explicarlo tan bien.
Se podría usar una aleta flexible de ancho de banda alto con un sensor de flujo de ancho de banda alto, por ejemplo, un rastreador de ráfagas, para mitigar las cargas de ráfagas a través de un alivio de carga de ráfagas de circuito cerrado. Si el colgajo fuera más conforme, entonces podría mitigar la fricción. Este es el objetivo final del esfuerzo de la AFRL para desarrollar un flap de borde de salida compatible .

Lo crea o no, las superficies de control "flexibles" son un secreto para los planeadores de lanzamiento de competencia, donde se necesita menos cabeceo para el lanzamiento (para evitar que gire a altas velocidades) y más para un deslizamiento estáticamente estable una vez que disminuye la velocidad. Estos planeadores no controlados, generalmente hechos de papel, tienen su elevador como una superficie que se aplana a alta velocidad y salta cuando las fuerzas aerodinámicas son menores.

En los aviones tripulados, hay varias configuraciones diferentes de flaps que un piloto puede desear usar para sustentación adicional y/o resistencia adicional. Estas posiciones deben mantenerse rígidamente para controlar la aeronave. Hacer que se muevan sin el comando del piloto sería impredecible, por lo tanto, inseguro.

Los flaps se utilizan para controlar la cantidad de sustentación y resistencia requerida durante el vuelo. Por ejemplo, durante el despegue y el aterrizaje, la sustentación requerida es mucho mayor que mantener una altitud constante a velocidad de crucero (la alta resistencia durante el aterrizaje también ayuda a reducir la velocidad), por lo que los flaps se extienden durante el despegue y el aterrizaje.

Si la aleta es flexible para que se ajuste automáticamente a la posición de arrastre mínimo, entonces el piloto no tendrá control sobre la sustentación generada. Aunque hay otras formas de controlar la sustentación y la resistencia, el uso de flaps es una de las formas más rápidas, lo que le da mucho mejor control al piloto.

Los flaps son necesarios para controlar el avión de manera eficiente durante el despegue, el aterrizaje, las turbulencias, el mal tiempo y varias otras situaciones.

Puede desarrollar su segundo párrafo. ¿Por qué es mejor? ¿Cuáles son los pros y los contras de otras soluciones?

Los flaps simples son, como usted sugiere, solo secciones del borde de fuga que se pueden doblar hacia abajo. Eso ayuda a reducir la velocidad del avión para aterrizar y le da un poco más de sustentación, pero para que un avión vuele lento y seguro, necesita la mayor área de ala posible.

Entonces, lo siguiente en la escala son los flaps divididos, que son solo la sección inferior del borde de fuga. Cuando estos bajan, la parte superior permanece para que no se reduzca el área del ala.

Aún más efectivos son los flaps que se extienden hacia atrás, aumentando el área del ala, así como hacia abajo. No es viable dejar estos flaps extendidos y simplemente levantarlos en vuelo nivelado, ya que crean una resistencia aerodinámica excesiva y están sujetos a fuerzas aerodinámicas excesivas cuando el avión intenta acelerar a velocidad de crucero.

Los flaps flexibles tampoco son una solución viable, porque el aire en el borde de salida siempre es turbulento al menos hasta cierto punto y las superficies móviles en esta posición son propensas a agitarse, en las que vibran rápidamente hacia arriba y hacia abajo. Esto conduce tanto a efectos de manejo indeseables como, en última instancia, a fallas estructurales. Las aletas deben mantenerse rígidamente en su lugar cuando se retraen.

Gracias por compartir conmigo otros tipos de diseños de solapas. La razón principal por la que hice esta pregunta en primer lugar fue para hacer algo un poco fuera de la caja. Estoy feliz de que estés haciendo lo mismo.
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