Estabilizador

Un estabilizador horizontal es un estabilizador de aeronave totalmente móvil . Combina las funciones del estabilizador fijo y del elevador móvil, proporcionando estabilidad longitudinal, control de cabeceo y la fuerza adecuada en la palanca de mando. ^{[ 1 ]} Además de reducir la resistencia aerodinámica, especialmente a números de Mach elevados, ^{[ 2 ]} es un dispositivo útil para modificar el equilibrio de la aeronave dentro de amplios límites y para reducir las fuerzas en la palanca de mando. ^{[ 3 ]}

El término « stabilizador » es una combinación de las palabras estabilizador y elevador . También se conoce como plano de cola totalmente móvil ( inglés británico ), cola totalmente móvil (plano), estabilizador totalmente móvil, cola totalmente voladora ( inglés americano ), cola horizontal totalmente voladora, estabilizador totalmente volador y plano de cola plano. ^{[ 2 ]}

Debido a que implica una superficie de equilibrio móvil, un estabilizador puede permitir al piloto generar un momento de cabeceo determinado con una fuerza de control menor. Debido a las altas fuerzas involucradas en las cargas de equilibrio de la cola, los estabilizadores están diseñados para pivotar alrededor de su centro aerodinámico (cerca del cuarto de cuerda media de la cola). Este es el punto en el que el momento de cabeceo es constante independientemente del ángulo de ataque, y por lo tanto cualquier movimiento del estabilizador puede hacerse sin esfuerzo adicional del piloto. Sin embargo, para ser certificado por la agencia reguladora correspondiente, un avión debe mostrar una resistencia creciente a una entrada creciente del piloto (movimiento). Para proporcionar esta resistencia, los estabilizadores en aeronaves pequeñas contienen una aleta antiservo (que generalmente también actúa como una aleta de compensación ) que se deflecta en la misma dirección que el estabilizador, ^{[ 4 ]} proporcionando así una fuerza aerodinámica que se resiste a la entrada del piloto. Las aeronaves de aviación general con estabilizadores incluyen el Piper Cherokee ^{[ 2 ]} y el Cessna 177 . El planeador Glaser-Dirks DG-100 inicialmente utilizaba un estabilizador sin aleta antiservo para aumentar la resistencia; como resultado, el movimiento de cabeceo del planeador era muy sensible. Los modelos posteriores utilizaron un estabilizador y un elevador convencionales.

Los estabilizadores horizontales totalmente móviles se utilizaron en muchos aviones pioneros, y los populares monoplanos Morane-Saulnier G , H y L de Francia, así como los primeros cazas monoplano Fokker Eindecker y biplano Halberstadt D.II de Alemania, volaron con ellos, aunque a costa de la estabilidad : ninguno de estos aviones, con la posible excepción de los biplanos Halberstadt, podía volarse sin intervención humana.

Los estabilizadores se desarrollaron para lograr un control de cabeceo adecuado en vuelo supersónico y son casi universales en los aviones de combate militares modernos . ^{[ 2 ]}

El proyecto supersónico británico Miles M.52, desarrollado durante la guerra , fue diseñado con estabilizadores. Aunque el diseño solo voló como un cohete a escala, su cola totalmente móvil fue probada en el Miles Falcon . ^{[ 5 ]} El proyecto supersónico estadounidense contemporáneo, el Bell X-1 , utilizaba un estabilizador horizontal y elevadores ajustables por separado, lo que permitía el movimiento como una sola superficie o la deflexión del elevador con un plano de cola fijo. ^{[ 6 ]}

El Boeing B-47 Stratojet, que entró en servicio en 1951, fue el primer bombardero a reacción del mundo diseñado específicamente para incorporar un estabilizador de una sola pieza. Se consideró la posibilidad de utilizar un estabilizador en el Boeing B-52 Stratofortress , pero se descartó debido a la poca fiabilidad de los sistemas hidráulicos de la época. ^{[ 2 ]}

El North American F-86 Sabre , el primer avión de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos capaz de alcanzar velocidades supersónicas (aunque en picada suave), se introdujo con un estabilizador horizontal convencional con elevadores, que finalmente fue reemplazado por un estabilizador de cola.

Cuando los estabilizadores pueden moverse diferencialmente para realizar la función de control de alabeo de los alerones , como sucede en muchos aviones de combate modernos , se les conoce como elevones o colas de alabeo . Una superficie canard , que se parece a un estabilizador pero no estabiliza como un plano de cola, ^{[ 7 ]} también puede montarse delante del ala principal en una configuración canard ( Curtiss-Wright XP-55 Ascender ).

Los estabilizadores de las aeronaves militares presentan el mismo problema de fuerzas de control demasiado débiles (que inducen sobrecontrol) que las aeronaves de aviación general. A diferencia de las aeronaves ligeras, las aeronaves supersónicas no están equipadas con aletas antiservo, que añadirían una resistencia inaceptable. En los antiguos aviones de combate a reacción, se generaba una fuerza de resistencia dentro del sistema de control, ya sea mediante resortes o una fuerza hidráulica de resistencia, en lugar de mediante una aleta antiservo externa. Por ejemplo, el North American F-100 Super Sabre utilizaba engranajes y un resorte de rigidez variable acoplado a la palanca de control para proporcionar una resistencia aceptable a la entrada del piloto. ^{[ 8 ]} En los cazas modernos, las entradas de control son procesadas por ordenadores (" fly by wire "), y no existe una conexión directa entre la palanca del piloto y el estabilizador.

La mayoría de los aviones comerciales modernos utilizan un estabilizador horizontal ajustable y un control de elevador independiente, en lugar de un estabilizador de cola. El estabilizador horizontal móvil se ajusta para mantener el eje de cabeceo equilibrado durante el vuelo a medida que cambia la velocidad o se consume combustible y se desplaza el centro de gravedad . Estos ajustes los controla el piloto automático cuando está activado, o el piloto si el avión se pilota manualmente. Los estabilizadores ajustables no son lo mismo que los estabilizadores de cola: un estabilizador de cola se controla mediante la palanca de mando del piloto, mientras que un estabilizador ajustable se controla mediante el sistema de compensación.

En el Boeing 737 , el sistema de compensación del estabilizador ajustable se acciona mediante un tornillo de ajuste eléctrico . ^{[ 9 ]}

Un ejemplo de avión de pasajeros con un verdadero estabilizador utilizado para el control de vuelo es el Lockheed L-1011 .

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