¿Qué son la estabilidad lateral, longitudinal y direccional? [duplicar]

La respuesta aquí se encuentra en el Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge (y probablemente en otros lugares) y es la siguiente:

El eje longitudinal de una aeronave es más o menos una línea recta a través del cono de la nariz o el eje de la hélice de la aeronave y el punto final del fuselaje (el centro de gravedad de la aeronave generalmente se encuentra a lo largo o ligeramente por encima o por debajo de esta línea también). Es el eje alrededor del cual rueda el avión, controlado por los alerones. El eje lateral es paralelo a las alas y pasa por el centro de gravedad de la aeronave. Es el eje alrededor del cual cabecea el avión, controlado por los ascensores. Finalmente, el eje vertical es "normal" (perpendicular en todas las direcciones a) el plano geométrico formado por los ejes longitudinal y lateral, paralelo al vector de sustentación principal de la aeronave y (en vuelo nivelado) a su vector de peso. Es el eje alrededor del cual la aeronave gira, controlado por el timón.

La rotación sobre cualquier eje es el trabajo de un conjunto vinculado de superficies de control como se mencionó anteriormente. La estabilidad en ese mismo eje, definida aproximadamente como mantener esa línea que pasa a través de su aeronave apuntando en la misma dirección, es el trabajo de las otras dos superficies en conjunto, pero principalmente la que movería los puntos finales de ese eje hacia arriba o hacia abajo en relación con el avión Por lo tanto, los elevadores brindan rotación lateral para lograr la estabilidad longitudinal y viceversa para los alerones.

Difiere ligeramente para el eje vertical, ya que si su avión es estable tanto longitudinal como lateralmente, también es "verticalmente estable", sin embargo, el avión es estable longitudinal y lateralmente, pero completamente fuera de control, en un "giro plano". La estabilidad en el eje vertical, por lo tanto, es secundaria a la "estabilidad direccional", que mantiene el eje longitudinal apuntando en una dirección particular a lo largo del plano geométrico formado por los ejes lateral y longitudinal. En este caso, el timón controla la guiñada y proporciona estabilidad direccional.

Además de las superficies de control, el peso y especialmente el centro de gravedad de la aeronave son importantes para la estabilidad. Idealmente, la mayoría de los aviones pequeños son más estables en vuelo nivelado cuando el CG de la aeronave está exactamente en la línea central de la aeronave (entre la punta de la nariz y la punta de la cola) y ligeramente adelante del centro de sustentación de la aeronave (que depende del ángulo de ataque del ala, pero suele estar cerca del punto más grueso de la sección transversal del ala). En esta configuración, mientras la aeronave avanza normalmente, la corriente descendente de las alas fluye sobre la parte superior del estabilizador horizontal, manteniendo el morro nivelado. En una entrada en pérdida, la configuración ligeramente pesada del morro junto con los estabilizadores en la parte trasera harán que el morro apunte hacia abajo suavemente, restaurando el flujo de aire normal y permitiendo que el piloto se recupere.

Si el centro de gravedad está demasiado adelantado, el piloto deberá aplicar cabeceo hacia arriba o compensación para mantener el morro nivelado. Esto reducirá la cantidad de viaje que tendrá disponible para cabecear hacia arriba y, en caso de pérdida, el avión descenderá bruscamente y el elevador puede proporcionar una fuerza insuficiente para que el piloto salga del picado.

Si el CG está demasiado hacia atrás, el avión querrá subir constantemente y el piloto tendrá que aplicar elevación o compensación hacia abajo. En una pérdida, un avión con un centro de gravedad en popa no bajará, lo que impedirá que el piloto pueda restaurar el flujo de aire normal sobre las alas. Esto es especialmente peligroso en un puesto descoordinado, también conocido como un trompo; el centro de gravedad de popa en combinación con el empuje hacia adelante del motor "estabilizará" el avión en el giro y hará que sea imposible recuperarlo.

Si el CG está fuera de la línea central del avión, el avión tenderá a rodar hacia su lado más pesado. Esto se compensa con alerones o compensación de alerones, y para la mayoría de los vuelos diarios es lo más fácil de compensar, pero puede causar un comportamiento de balanceo desconocido y una tendencia a caer en espiral, que el piloto debe tener en cuenta y corregir.

La estabilidad lateral es estabilidad de balanceo: la tendencia de la aeronave a reducir su balanceo y volver a una posición vertical a menos que se mantenga continuamente en posición, por ejemplo, por los alerones. (Por lo general, esto es solo parcial ).

La estabilidad longitudinal es estabilidad de cabeceo: la tendencia de la aeronave a reducir su cabeceo y volver a una posición nivelada (en relación con la dirección en la que viaja, al menos) a menos que se contrarreste, por ejemplo, con los elevadores.

La estabilidad direccional (también conocida como estabilidad vertical) es estabilidad de guiñada: la tendencia de la aeronave a reducir su guiñada y volver a una posición recta (en relación con la dirección en la que viaja, al menos) a menos que se contrarreste, por ejemplo, con el timón.

Todo esto es necesario para evitar tener que hacer continuamente pequeños y precisos ajustes en todos los controles.