¿Por qué y cuándo usar colgajos?

Los flaps cambian la curvatura del perfil aerodinámico del ala. Esto, a su vez, cambia el ángulo de ataque de sustentación cero, aumenta el potencial de sustentación máxima y, en el caso de flaps tipo fowler, el área del ala.

Los aviones de pasajeros usan flaps tanto en el despegue como en el aterrizaje, y la mayoría de las veces solo se desvían parcialmente. La deflexión total solo se establece en la aproximación final para reducir la velocidad de aterrizaje tanto como sea posible.

Cuando se utilizan flaps de camber simples, el aumento de la resistencia es insignificante para desviaciones pequeñas (±10° para un flap del 20 %) y se pueden utilizar tanto para el despegue como para el aterrizaje. Otros tipos de flaps están diseñados para aumentar la resistencia (split flap, Zap flap) y deben usarse solo para aterrizar. Si la velocidad de vuelo se mantiene constante, la desviación de un flap solo cambiará la resistencia inducida si redistribuye la sustentación sobre la envergadura. Los planeadores modernos usan flaps de camber en el interior y flaperones (una combinación de alerón y flap) en el exterior, y cambiar la configuración de los flaps no afectará la resistencia inducida.

En general, el propósito de los flaps es cambiar la resistencia aerodinámica mínima al coeficiente de sustentación deseado.$c_L$. Especialmente las superficies aerodinámicas laminares tienen un rango pronunciado de coeficientes de sustentación con baja resistencia. El piloto debe intentar permanecer dentro de esta región de resistencia mínima, y ​​los flaps le brindan los medios para lograrlo. Vea a continuación un ejemplo de un perfil aerodinámico con un número de Reynolds de 1 Mio.

Los flaps para aumentar la elevación funcionan de la misma manera, pero cambian mucho más la inclinación. Normalmente, deben combinarse con dispositivos de borde de ataque (slats) que cambian la curvatura en la punta del perfil aerodinámico para desplegar todo su potencial. A continuación se muestran algunos ejemplos de flaps, en combinación con dispositivos de borde de ataque adecuados. Tenga en cuenta que el contorno continuo de la aleta del cazador es la posición de aterrizaje, mientras que el contorno discontinuo es la posición de despegue.$\delta$es la cuerda relativa del colgajo.

Los flaps Junkers eran la mejor manera de controlar aviones grandes en los días anteriores a que se desarrollaran mecanismos de compensación de fuerza más elaborados, y los flaps divididos y Zap eran muy populares en la década de 1930. Todavía se utilizan en aviones más pequeños en la actualidad. El flap Fowler simple se usa en el C-130 , y los aviones comerciales usan flaps ranurados como los de las dos filas inferiores de la tabla de arriba.

Además de aumentar la resistencia, los potentes flaps cambian el momento de cabeceo del ala desplazando el centro de sustentación hacia atrás, lo que requiere suficiente tamaño de cola y poder de control. En los aviones de pasajeros, la incidencia de la cola horizontal completa se puede ajustar para crear suficiente carga aerodinámica para contrarrestar el momento de cabeceo. Tenga en cuenta en la imagen del An-70 a continuación que el estabilizador tiene un listón que funciona en la dirección opuesta a la del ala.

Los flaps aumentan la sustentación y la resistencia al cambiar la inclinación de la superficie aerodinámica y permiten velocidades aerodinámicas más bajas . También hay un efecto de desplazar el centro de presión (C de P) hacia atrás. Puede haber una disminución inmediata en la velocidad aerodinámica debido al aumento de la resistencia (consulte el artículo de Wikipedia vinculado a continuación) hasta que la aeronave recupere la estabilidad al descender. Hay algunas discusiones incorrectas en línea, como una respuesta en esta página .

Los flaps se utilizan con frecuencia al aterrizar porque reducen la velocidad de pérdida y aumentan el ángulo de descenso. El piloto también tendrá una mejor visibilidad debido a la posición más baja de la nariz causada por el C de popa de P.

Los flaps aumentan tanto la sustentación como la resistencia inducida, pero una pequeña cantidad (por ejemplo, 10 grados) de flaps de despegue puede proporcionar suficiente sustentación adicional para permitir que el avión despegue antes, sin un gran aumento en la resistencia, lo que permite un recorrido de despegue más corto. Si se pueden utilizar flaps de despegue se declara en los procedimientos operativos estándar de cada aeronave.

Encontré estos recursos que me gustan:

• ¿Cómo explicarle los flaps a un Alumno Piloto?
• Flap (aeronáutica) en Wikipedia

El propósito de los flaps del borde de fuga y los slats del borde de ataque es alterar el perfil del ala de tal manera que genere más sustentación a bajas velocidades, mientras reduce la velocidad de pérdida. Esto hace posible que la aeronave despegue y aterrice a velocidades más bajas de lo que sería necesario de otro modo. Desde la perspectiva del diseño, la inclusión de flaps permite optimizar la sección básica del ala para obtener el mejor rendimiento en vuelo de crucero.