¿Qué tan efectivos son los frenos de aire en una aeronave?

Answer 1

Se ven bastante tontos, ¿no? También siempre he considerado los tableros F-16 miserables. La cuestión es que los rinocerontes no tienen una superficie dedicada de frenado rápido. Usan una desviación parcial de varias de las superficies principales de control de vuelo para ese propósito, incluidos los spoilers que está viendo.

Teniendo en cuenta la eficiencia aerodinámica del resto de la aeronave, incluso abrir una puerta pequeña dará el efecto que buscan los diseñadores. Los frenos de velocidad solo están ahí para agregar un pequeño porcentaje de resistencia para lograr un objetivo determinado, que difiere en cada diseño.

En el intruso A-6E más robusto, los enormes frenos se movieron hacia las puntas de las alas para que no se quemaran por el escape (ya que originalmente estaban en el fuselaje). Estos frenos no solo lo ayudaron a lograr un mayor ángulo de bombardeo de inmersión, sino que también hicieron que los motores se bobinaran a una velocidad más alta durante el aterrizaje, donde tuvieron una mayor respuesta en caso de una vuelta. Desliza los tableros y no solo perdiste mucha resistencia, sino que también tenías un empuje más alto, que podría alcanzar el máximo más rápidamente.

Los luchadores modernos no lo necesitan tanto en estos días, pero todavía los usan para ayudar a reducir la velocidad en la pista. También pueden usarlos para sangrar energía rápidamente cuando vuelan en relación con otro avión (formación, tanque, combate, etc.).

Flexionar los tableros no te empujará hacia adelante en las correas, pero es un buen plan B cuando has juzgado mal el cierre y estás a punto de sobrepasar al patrón.

Answer 2

Dependiendo de la aeronave, pueden ser extremadamente efectivos y esenciales: a velocidades suficientemente altas, aumentan considerablemente la resistencia. Un avión en movimiento tiene una gran cantidad de energía, tanto cinética (es decir, velocidad y masa) como potencial (altitud). Demasiada energía puede ser catastrófica en ciertas condiciones y muy inconveniente en otras condiciones. Para mantener mi respuesta simple, abordaré el descenso y el aterrizaje de rutina para un avión grande, ya que veo que otros han abordado otras situaciones.

Por muchas razones, las aeronaves que vuelan largas distancias necesitan mantener la altitud durante mucho tiempo. Durante el descenso, las necesidades de control de tráfico aéreo y eficiencia de combustible pueden conducir a acciones opuestas. Un avión grande que vuela a 450 nudos a 35,000 tiene mucha energía cinética y potencial, por lo que simplemente retrasar los aceleradores mientras desciende requerirá un tiempo y una distancia muy largos para disminuir la velocidad de aproximación y aterrizaje. El control de tráfico aéreo, por otro lado, es mucho más fácil (por lo tanto, más seguro) cuando las muchas aeronaves en el área no varían sus altitudes en una distancia muy larga, y cuando vuelan a una velocidad más baja cuando se acercan a un tráfico denso zona. Para fines prácticos, estos aviones a menudo comienzan su descenso (bajo control ATC) en estas condiciones a aproximadamente 115 millas náuticas (utilicé la altitud en miles de pies, 3 veces, luego agregué 10 para mis supuestos de navegación KC-135). Pero el descenso casi nunca implica un camino de deslizamiento suave. El ATC a menudo despeja los aviones a ciertas altitudes y espera que lleguen allí dentro de ciertas limitaciones de tiempo y / o distancia. A menudo se requieren frenos de aire para matar una cantidad significativa de energía, tanto cinética (ralentizando el avión) como potencial (bajando la altitud sin aumentar la velocidad). La mayoría de las veces, eso es suficiente. El tren de aterrizaje también se puede utilizar como freno de aire auxiliar (dejar caer el tren antes de tiempo). He volado varias veces donde tuvimos que volar durante un período prolongado con frenos de velocidad (aire) extendidos, junto con el engranaje hacia abajo en condiciones de emergencia, para aumentar la resistencia y quemar el peso del combustible (avión) a un nivel seguro para que podamos aterrizar. ¡Estamos muy contentos de tener esa resistencia adicional disponible!

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Answer 3

Puede estar combinando frenos de aire con spoilers. Si bien los spoilers, diseñados para reducir la elevación en un ala, aumentan la resistencia y, por lo tanto, ayudan a ralentizar el avión, esa no es su función principal. Estos son los spoilers en un avión:

Solo para mantener las cosas confusas, algunos spoilers (como los anteriores) también pueden servir como frenos de velocidad.

Los frenos de aire, por el contrario, están diseñados para frenar el avión. A menudo son simétricos y pueden estar en las alas, el fuselaje, el timón, etc., mientras que los spoilers están justo encima de las alas.

No hay muchas circunstancias en las que desee agregar arrastre y reducir la velocidad de un avión. En su mayoría son …

Al aterrizar. A veces los paracaídas se usan como grandes frenos. Pero observe el estabilizador vertical en el Shuttle.

En una inmersión de ataque. A veces los combatientes y los bombarderos los llaman frenos de buceo.

Descensos acelerados. Los pilotos de algunos aviones rápidos y resbaladizos con motores alternativos quieren poder descender rápidamente sin chocar el motor. Si solo corta la potencia para un descenso, puede (muchos dicen) ser malo para la planta de energía, y el avión es lo suficientemente resbaladizo como para que pueda recoger demasiada velocidad en una inmersión. Es sorprendente lo pequeños que pueden ser y seguir proporcionando el frenado necesario para ese tipo de cosas. Mira los frenos de este Mooney.

Por supuesto, los aviones utilizan sus spoilers como frenos de velocidad a veces, especialmente cuando vuelan al Área de la Bahía de SF, famosa por sus enfoques de “slam dunk”.

Answer 4

Las puertas del establo de este bebé son increíblemente efectivas. Generalmente.

Es uno de los pocos chorros que conozco que te hará inclinarte hacia adelante en las correas cuando abras las puertas del granero por completo.

(Lo sé, el Hawg es una excepción … otra vez ).

No pensarías que algo que recibe golpes de pájaros desde la parte trasera necesitaría ayuda para ir aún más despacio.

Sin embargo, realmente ayudan cuando quieres un lanzamiento de aterrizaje muy corto o cuando haces un ataque de bombardeo de inmersión realmente empinado. Tenga en cuenta que estas superficies se doblan como los alerones. Cuando se usan como frenos, los alerones se abren … ¿ven cómo se extienden tanto arriba como debajo del ala?

“Ahi estaba…”
De hecho, superé el A-10 en un ataque de buceo una vez. En Alaska, en pleno invierno. No es que mi velocidad aérea fuera tan rápida (oye, es el Hawg), pero la temperatura era tal que la velocidad de Mach era bastante baja ese día. Excedí el número máximo permitido de Mach (alrededor de 0.56M IIRC), vi el poste de barbero en el indicador de velocidad del aire y escuché un extraño pitido en mi casco que me decía que algo andaba mal.

En realidad, me llevó unos segundos sacar de los recovecos del entrenamiento A-10 lo que todas esas cosas significaban. Mi velocidad indicada fue buena en el ataque, pero el número de Mach fue lo que me mordió.

Recuerde, esto fue con tablas completas en una inmersión empinada.

Entonces, lo interrumpimos y, sin saber cuán serio era realmente esto … (después de todo, ni mi compañero de ala ni yo habíamos oído hablar de alguien que haya acelerado demasiado en el Hawg. Era más una cosa teórica) … y conduje a casa sin declarar un emergencia. Lo escribí en los formularios y fui a informar.

Me sacaron del informe para hablar con el equipo de mantenimiento. “Uhm, señor, sé que lo escribió en los formularios, pero ¿ qué pasó exactamente de nuevo?”

No vieron nada en los manuales de mantenimiento que explicara qué hacer en caso de exceso de velocidad. Entonces, llamaron al taller de mantenimiento de depósito en Hill AFB, UT y les preguntaron. Se rascaron la cabeza y dijeron: “Volvamos a usted”. Entonces esos tipos hablaron con algunos ingenieros.

Cuando finalmente llamaron a la gente de mantenimiento de Alaska, preguntaron “¿se salieron los paneles?”

“No.”

“¿Algo se dobló fuera de forma?”

“Uhm, no”.

“¿Ha reventado algún remache?”

“No”.

“Entonces debería estar bien”. *encogimiento de hombros*

Entonces, dos lecciones aquí:
1. Los frenos de velocidad no evitarán que incluso el A-10 vaya demasiado rápido.
2. El A-10 puede ignorar casi cualquier cosa … incluso ir demasiado rápido.

Answer 5

No es necesario tener un área transversal grande. Todo lo que tiene que hacer es interrumpir el flujo de aire para que las alas generen menos elevación.

Generar menos elevación no es lo mismo que reducir la velocidad, pero en los aviones, la energía cinética se puede intercambiar fácilmente por energía potencial, y viceversa. Entonces, en realidad es solo un gran problema de gestión de energía.

Si esas pequeñas superficies pueden hacerte caer como una roca, puedes jalar hacia arriba para compensar, y eso aumentará en gran medida la resistencia (volar en un ángulo de ataque alto).

Answer 6

Los spoilers en planeadores son altamente efectivos. Pueden cambiar el ángulo de planeo de 50 a 1 a menos de 10 a 1. Esto es necesario al aterrizar porque no tienen motor para alterar la trayectoria de planeo cuando sea necesario debido al viento, la actividad térmica o simplemente una mala estimación por parte del piloto. Los patrones de aterrizaje típicos para planeadores suponen sostener medio spoilers alrededor para permitir que la tasa de hundimiento aumente y disminuya para compensar este tipo de molestias.

Answer 7

Al aterrizar planeadores (planeadores), los frenos de aire son muy efectivos y necesarios. Debido a que no hay ‘vueltas’, su perfil de enfoque debe ser bueno siempre. La mayoría de los pilotos de planeadores se abrirán pero no extenderán completamente sus frenos de aire cuando se acerquen por última vez. De esa forma, pueden extenderlos si quieren evitar sobrepasar su punto de aterrizaje previsto, o cerrarlos para obtener un poco más de distancia antes de aterrizar. Si su componente de viento en contra cambia en el enfoque final, desea poder ajustar. Al abrirlos pero no extenderlos completamente, está maximizando sus opciones.

Answer 8

Sí, los frenos de aire aumentan el arrastre de parásitos del avión y, por lo tanto, reducen la velocidad. Algunos frenos de aire están instalados en las alas y también se pueden usar como spoilers. Como su nombre indica, básicamente estropean la cantidad de elevación en ese ala. Estos se despliegan incluso después del aterrizaje (que se puede ver a través de la ventana de un avión de ala baja). Después de aterrizar, el avión continúa avanzando con la velocidad adecuada para producir cierta cantidad de elevación. Debido a esto, el peso completo del avión no reacciona en la superficie de la pista y los frenos de las ruedas se vuelven menos efectivos. Estos spoilers, una vez desplegados, estropean el elevador y los frenos de las ruedas se vuelven más efectivos. Durante el vuelo, si los alerones de ambas alas se despliegan juntos, entonces funciona como un alerón o freno de aire y, cuando se despliega de manera diferencial, sirve para controlar el balanceo de la aeronave. Esto se debe a que el ala en la que se despliega el alerón se cae y causa un vuelco hacia ese lado.

Answer 9

Los frenos de aire son muy efectivos en los aviones siempre que sea necesario. Muchas veces la velocidad requerida para disminuir en el aire más rápidamente.
La velocidad puede reducir reduciendo el empuje también, pero eso es lento.
Los spoilers pueden reducir la velocidad en el aire al aumentar la resistencia. Así que ahora la resistencia aumenta al desplegar spoilers, pero el empuje sigue siendo el mismo, por lo que la velocidad se reducirá más rápido.
Los mismos spoilers solían matar el elevador en el suelo al aterrizar y rechazaron el despegue para que el frenado sea efectivo.