¿Cuál es el propósito de las pruebas de aleteo?

Flutter es un fenómeno que puede ocurrir cuando una estructura está sujeta a fuerzas aerodinámicas. Ocurre no solo en aviones sino también, por ejemplo, en edificios, líneas eléctricas, señales de tráfico y puentes. Flutter es una oscilación causada por la interacción de fuerzas aerodinámicas, elasticidad estructural y efectos de inercia.

Quizás el ejemplo más conocido de aleteo es el puente sobre Tacoma Narrows ("Gallopin' Gertie") que se derrumbó debido al aleteo de los vientos huracanados.

El aleteo en los aviones hace que las alas y/o los estabilizadores oscilen. Cuando la velocidad aerodinámica aumenta, la energía añadida en cada oscilación a la estructura por las fuerzas aerodinámicas aumenta. A cierta velocidad, la amortiguación de la estructura puede ser insuficiente para absorber el aumento de energía de las cargas aerodinámicas y la amplitud de las oscilaciones armónicas crecerá hasta que la estructura se rompa.

Se realiza una prueba de aleteo para determinar a qué velocidad se produce el aleteo pero aún está amortiguado. En teoría, una aeronave debería poder permanecer estructuralmente intacta hasta la velocidad de inmersión de diseño ($V_d$) que es al menos 1,4 veces la velocidad de crucero de diseño. En las pruebas de vuelo, el$V_d$no siempre se demuestra ya que esto es muy arriesgado ya que no habría margen de ruptura. La velocidad máxima aumenta lentamente en las pruebas de vuelo posteriores con análisis de datos cuidadosos en el medio hasta un punto en el que el equipo de prueba decide que ya no es seguro continuar. Esto establece la máxima velocidad de inmersión demostrada ($V_{df}$); la velocidad máxima de funcionamiento publicada ($V_{mo}$) y nunca exceder la velocidad ($V_{ne}$) están muy por debajo$V_{df}$para dar margen de desastre.

Este video muestra el aleteo en un Hawker 800. El incidente no ocurrió durante la prueba, sino que fue causado por un ajuste inadecuado de los alerones ^{(FAA PDF)} .

El aleteo aeroelástico es una inestabilidad dinámica de una estructura elástica donde hay una alimentación entre la deformación de la estructura y la fuerza proporcionada por la aerodinámica.

Es una condición muy peligrosa en la que la vibración en la estructura sigue creciendo y, por lo tanto, la tensión sobre ella, poniendo en peligro el vuelo seguro. Es una condición que debe evitarse por completo en un vuelo comercial.

Los fabricantes de aviones deben proporcionar información a las aerolíneas sobre la envolvente de operación del avión, y parte de esa información debe incluir la región de aleteo que se debe evitar (o el tiempo máximo en ella).

Para proporcionar dicha información, los fabricantes predicen utilizando métodos internos (generalmente simulación) la velocidad de aleteo para cada condición, pero las autoridades de certificación solicitan que se realice una prueba física para detectar la velocidad de aleteo que será la velocidad final proporcionada en los manuales del avión.

¿Como es hecho? Tomando un peso específico del avión, los pilotos de prueba de vuelo se acercan gradualmente paso a paso a la velocidad de aleteo hasta que se obtiene cierto nivel de vibración, determinando la velocidad de aleteo final del avión.