¿Qué pasaría si los flaps se extendieran más de 40 grados?

Depende del tipo de flaps instalados en la aeronave; En el ejemplo anterior con flaps Fowler, el diseño comenzaría a crear una resistencia excesiva sin una sustentación rentable y requeriría una estructura bastante voluminosa para adaptarse a las cargas aerodinámicas que se les imponen.

Ahora, algunos otros tipos de aletas, como las aletas divididas o los frenos de inmersión como los que se encuentran en el caza Spitfire, se diseñaron para extenderse 90 °.

El tipo de flaps que se muestran en su pregunta (Boeing 727, ¿verdad?) Funciona debido a los pequeños espacios entre los elementos individuales. Esos ayudan a revitalizar el flujo, y si se agregan más, será posible un ángulo más pronunciado. Sin embargo, desviar más los flaps sin agregar más elementos y espacios conducirá a una separación del flujo cuando el ala se mantenga en el mismo ángulo de ataque.

Esta separación reduce la recuperación de presión hacia el borde de fuga y agrega más succión en las partes del ala que miran hacia atrás, por lo que la separación aumenta la resistencia. Pero los flaps desviados también bloquearán más el flujo en el lado inferior del ala, lo que aumenta la presión local y, en consecuencia, la sustentación. Sin embargo, este aumento de sustentación es pequeño y se compra con un aumento masivo de resistencia, por lo que no es económico aumentar el ángulo de deflexión de los flaps.

Tenga en cuenta que aumentar el ángulo de ataque cuando se desvían los flaps provocará un aumento gradual en la separación del flujo, comenzando en el borde de salida y avanzando a medida que aumenta el ángulo de ataque. Mientras que el flujo sobre los flaps se une a la velocidad de aproximación y al ángulo de ataque, durante el enderezamiento comenzará a separarse. En realidad, se desea el aumento de la resistencia aerodinámica de esta separación porque ayuda a reducir la velocidad de la aeronave.

Las aletas menos complejas usan ángulos de desviación más altos y la separación del flujo que viene con esto a propósito. Tome el SB-10 , por ejemplo: aquí los flaps de inclinación interna se pueden ajustar a 70° para aterrizar. Esta configuración producirá el coeficiente de sustentación más alto, pero la resistencia es excesiva. Con una L/D de más de 50, el SB-10 no es fácil de aterrizar, ¡y la gran resistencia aerodinámica ayuda!

Un aterrizaje típico funciona así: en primer lugar, la aproximación se realiza a 90 km/h con un reglaje de flaps normal para baja velocidad (+10°) en un planeo que apunta a una ubicación mucho más allá del lugar de aterrizaje deseado. Aproximadamente a una altitud de 30 a 50 m, el piloto levanta el morro y reduce la velocidad del avión a 70 km/h para que la presión dinámica sobre los flaps sea lo suficientemente baja como para desviarlos a 70°. Luego, tiene que empujar el morro hacia abajo rápidamente para evitar que el planeador entre en pérdida, y ahora puede apuntar el avión a un punto en el suelo, quizás 50 m más adelante .del lugar de aterrizaje deseado. Empujar más aumentará la velocidad solo moderadamente debido a la gran resistencia de los flaps (y del tren de aterrizaje; también agrega quizás un 50% de la resistencia del planeador con ajustes normales de flaps). Ahora la velocidad estará entre 90 y 100 km/h y los flaps crearán un fuerte silbido, ¡genial para alertar a todos en tierra de que el SB-10 se acerca para aterrizar! A una altitud de 5 m, tiene que iniciar un enderezamiento en el momento oportuno porque la velocidad ahora disminuirá rápidamente y la aeronave se estabilizará inmediatamente sin flotar. Ideal para aterrizar en un espacio restringido.

A continuación, puede ver la combinación de aleta y freno de velocidad que se utilizó en el Glasflügel Mosquito y el Schempp-Hirth Mini Nimbus . La Figura 1 muestra el rango de deflexión regular, mientras que la Figura 3 muestra la configuración de aproximación. Tenga en cuenta que el segmento delante de la aleta comienza a abrirse para actuar como un spoiler. Si bien esto aumenta la resistencia, la sustentación no se verá afectada. La figura 2 muestra la configuración de aterrizaje que producirá la mayor sustentación, pero también la mayor resistencia.

Flap y freno de velocidad del Glasflügel Mosquito .

La aeronave entrará en pérdida.

En algún momento, la resistencia creada por estos "paneles" (que ahora cuelgan cada vez más verticalmente) superará el empuje máximo de los motores. La velocidad aerodinámica disminuirá significativamente. Puedes aumentar el ángulo de ataque para mantener la sustentación, lo que disminuirá aún más la velocidad y te detendrás; o puedes lanzarte agresivamente para mantener la velocidad, pero no importa, tarde o temprano caerás al suelo.

Si tiene motores capaces de producir suficiente empuje para superar la resistencia, ha creado un ala con una relación sustentación-resistencia tan pobre que sería más eficiente simplemente apuntar el motor hacia abajo que usar alas .

Eso suponiendo que el ala no se rompa, por supuesto.

Cuando los flaps se extienden más allá de los 40 grados estándar, el resultado depende del diseño del resto de la aeronave.

La deflexión extrema de grandes flaps de tramo completo se ha utilizado experimentalmente para intentar crear aviones STOL/VTOL, como el Ryan/Fairchild VZ3 . Los flaps aquí están a 90 grados y tienen enormes placas finales para reducir las pérdidas. Una turbina en el fuselaje impulsa las dos hélices a través de un eje de transmisión. El escape es vectorizado hacia afuera de la cola para proporcionar control de cabeceo y guiñada a velocidad cero.

El arrastre es extremadamente alto, pero si está tratando de flotar, esto no es malo, ya que no se desea la velocidad de avance. En esta prueba , la aeronave se sienta en un ángulo alto sobre su tren principal y cola para reducir el empuje hacia adelante. Un grupo de personas que sostienen una cuerda están tratando de ayudar.

La cantidad de sustentación producida en un vuelo estacionario, independientemente del ala, no es mayor que la cantidad de empuje producido por las hélices. La sustentación es un flujo de aire desviado y ningún ala es 100 % eficiente, por lo que se abandonó para ser eventualmente reemplazada por rotores basculantes, donde todo el empuje producido proporciona sustentación.

La reacción del avión a la deflexión total de los flaps depende en gran medida de qué parte de la cuerda del ala esté ocupada por los flaps. " The Full Ninety " (grados) fue una vez una frase popular de marketing, aludiendo al título atrevido de una película que se estrenaba ampliamente, alardeando de cómo el fabricante del avión había logrado los enlaces para tanta desviación para aumentar la resistencia en particular para aterrizajes precisos. . La fracción de cuerda de tales flaps solía ser de una décima parte.

No conozco flaps de producción con desviaciones superiores a los noventa grados.

algunos aviones como el DC 10 y el 707 tenían una configuración de flaps 50 ya que tenían configuraciones de 3 o 4 motores, podía producir sustentación adicional y ayudaba a controlar la velocidad de aterrizaje, aunque ahora que los aviones no tienen configuraciones de 3 o 4 motores, ya no necesita configuraciones de flaps 50. pero algunas compañías como airbus optan por más flaps 30 principalmente por el diseño del avión. si tiene aviones más modernos como el 777 a350 ect, el diseño se mejora, por lo que el avión no necesitaría flaps por encima de 40. Si los necesita, lo más probable es que los flaps causen arrastre y pérdida más fácilmente. por lo que es inútil que los aviones modernos tengan flaps 50 o más.