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jueves, 7 de diciembre de 2017

Superficies de control

Los ingeniosos pioneros de la aviacion controlaban sus superperficies de control, timones y alerones por medio de alambre conectados a la palanca y a los pedales, la unica fuerza disponible para alterar el curso de un avion era muscular, sus ligeros aviones eran lentos y la presion del viento era muy pequeña a esa velocidad.

Durante muchos años se siguieron usando alambres y poleas, la medida de la fuerza era la de los musculos humanos, los aviones de tela y madera de la Primera Guerra fueron los primeros en experimentar el aterrador fenomeno de la trabazon de los controles, en picadas pronunciadas, la fuerza humana no era suficiente, se disipaba con la friccion, las poleas y el calor.

Hubo una gran revolucion en aeronautica cuando se crearon los primeros mandos asistidos hidraulicamente, aprovechando las propiedades de incompresibilidad de los fluidos densos, y la famosa ecuacion:


Donde Ap es el Area del piston hidraulico, Ar es la seccion recta, Fp es la fuerza aplicada y P es la Presion resultante, como se ve, lo que cuenta es la diferencia de Areas, a una fuerza dada, entre mayor sea la diferencia, mas Presion se consigue.

Aplicando el principio del actuador hidraulico, las superficies de control se podian mover con menos fuerza, una abuelita podria volar un B-17, efectivamente lo que se habia logrado era un multiplicador de fuerza, y vaya que era necesario, porque los aviones de la Segunda Guerra ya tenian velocidades de alrededor de 500 km/h y a esa velocidad la presion ejercida por el viento ya era considerable, recuperar un Stuka o un Dauntless requeria de mucha fuerza, y recuperar un B-29 de una picada hubiera sido una de las 12 labores de Hercules.

Los conductos de liquido hidraulico prosperaron, y de hecho aun viven con nosotros, pero la guerra de Vietnam demostro un fallo fundamental, una sola bala colocada en el tubo hacia que la presion se perdiera, y una complejo y costoso F-100 se volvia un monton de chatarra, la solucion, los sistemas redundantes de control hidraulico, dos conductos separados que en teoria podian preservar la posibilidad de control, a toda medida hay una contramedida y los sovieticos emplearon la municion antiaerea con schrnapel, al explotar cerca del avion, lo cubria con cientos de trozos de metralla, aun los sistemas redundantes podian ser perforados simultaneamente.

En los setentas llego el "Electric Jet", los controles hidraulicos fueron reemplazados por controles electricos, un alambre conducia una señal a unos pequeños motores que porporcionaban la fuerza mecanica para hacer las labores que se necesitaran, la idea era buena, tal vez demasiado buena, los pilotos acostumbrados a controles mecanicos subestimaban la resistencia del sistema y tendian a sobrevolar el envelope, (si el avion se queria virar, tendia a girar mucho mas rapido de lo que se debia, la respuesta era inmediata y mayor a lo que era correcto).

Muy pronto llegamos al "Fly by Wire", ahora los aviones eran controlados con pequeñas computadoras en las superficies de control, que encontraban una solucion inmediatamente, e impedian que el avion entrara en perdida o se desestabilizara, el piloto se encargaria de las maniobras, las computadoras de que nada saliera mal, y como una buena propina se añadieron simuladores, que daban a la palanca y los pedales una falsa resistencia, proporcionando a los sentidos del piloto, una forma mas eficiente de "sentir" al avion.

De la nueva generacion del F-22 y F-35 hablaremos en veinte años.