¿Por qué los dirigibles tienen aletas?

¿Qué pasa si los motores fallan? En los primeros dirigibles, esto sucedía con frecuencia, y muchos barcos regresaban cojeando a casa con un número reducido de motores.

Tenga en cuenta que todas las aeronaves eran inestables tanto vertical como lateralmente. El timonel tuvo que ajustar continuamente el ángulo del timón para mantener el rumbo del barco. En NACA TN 204 , Frank Rizzo concluyó que agrandar las aletas sería beneficioso y reducirlas sería imprudente. Eran tan grandes como se necesitaban para controlar la nave, pero no lo suficientemente grandes como para darle estabilidad estática.

La estabilidad estática en una aeronave significa que cualquier cambio de actitud crea fuerzas que devuelven la aeronave a su actitud anterior. En los dirigibles, se deben observar varios tipos de estabilidad estática:

• Flotabilidad: si el barco se eleva o se hunde, la tasa de enfriamiento de la atmósfera y el gas en el casco pueden diferir. Si la velocidad de enfriamiento de la atmósfera (lapso de tiempo) está por encima de la velocidad adiabática, el barco es inestable.
• Actitud de cabeceo: si el barco cabecea hacia arriba o hacia abajo, el gas de elevación se desplazará hacia el punto más alto y el gas más pesado de los globos se desplazará hacia el punto más bajo, creando una condición de cabeceo inestable.
• Estabilidad direccional: cuando se mueve hacia adelante, cualquier cambio de rumbo causará una fuerza lateral que se centra en el casco delantero y empuja al barco más fuera de curso. Las aletas crean una fuerza contraria, pero debido a su tamaño, esta fuerza es demasiado pequeña para hacer retroceder el barco. Solo agregando timón, el timonel puede mantener estable el barco.
• Estabilidad longitudinal: de manera similar, inclinar el barco hacia arriba o hacia abajo mientras está en movimiento creará una fuerza desestabilizadora en el casco delantero que es mitigada, pero no eliminada, por las aletas horizontales. La desviación del elevador es necesaria para mantener el barco en el ángulo de cabeceo deseado.
• Estabilidad de balanceo: dado que el centro de gravedad está debajo del centro de flotabilidad, la masa de la góndola jalará una aeronave con el lado derecho hacia arriba. Esto también es válido cuando se realizan virajes en vuelo: entonces la góndola hará rodar el barco en el viraje de tal manera que un comando del timón en el viraje también provocará un momento de cabeceo con el morro hacia abajo. Ahora todas las superficies de control deben coordinarse para mantener la nariz de la aeronave hacia arriba.

¡Tenga en cuenta que solo se garantizan el primer y el último tipo de estabilidad estática, y el primero solo para condiciones atmosféricas especiales! ¡Faltan los otros tres!

Los dirigibles Zeppelin usaban dos timoneles, uno para direccional y otro para control de cabeceo. Debido al tamaño de los barcos, cualquier movimiento era muy lento, por lo que la tarea de mantenerlos en curso era más fácil de lo que parece. Sin embargo, quitar cualquiera de las aletas o incluso reducir su tamaño habría hecho que las naves fueran incontrolables.

Las aletas, también conocidas como estabilizadores , aumentan la estabilidad horizontal y vertical del dirigible.

Sin las aletas, el dirigible se balancearía y se balancearía, especialmente a bajas velocidades.

Por ejemplo, si el dirigible se encuentra con una corriente ascendente, el morro querría elevarse y la cola descender. Los estabilizadores horizontales resisten el momento de cabeceo, al igual que las plumas de una flecha.

Las aletas que están presentes en los dirigibles tienen dos propósitos:

• Ayudan a controlar la aeronave, al igual que la aeronave de ala fija normal: el movimiento de las superficies de control en las aletas (las aletas verticales y los estabilizadores horizontales) ayudan a la rotación de la aeronave sobre el centro de gravedad, mientras que el motor (es decir, las hélices) se utilizan únicamente para proporcionar empuje en la dirección de avance.

• También ayudan en la estabilidad; por ejemplo, si la aeronave que apunta hacia el viento gira en una dirección debido a una perturbación, el viento en las aletas crea un momento opuesto sobre el centro de gravedad y tiende a devolver la aeronave a su posición original. Esto es especialmente importante en el caso de dirigibles o aerostatos atados, que normalmente carecen de motores.