Ala plegable

Las alas plegables son un elemento de diseño incorporado a las aeronaves para reducir el espacio que ocupan en la cubierta u otra superficie, permitiendo así estacionar más aviones en un área determinada. Se encuentran con mayor frecuencia en aeronaves destinadas a operar desde portaaviones , donde el espacio de almacenamiento en las cubiertas de vuelo y hangares es muy limitado. Sin embargo, durante la Primera Guerra Mundial , en particular, esta característica también se utilizó en bombarderos de gran tamaño que operaban desde tierra, para que pudieran alojarse en hangares diseñados para aeronaves más pequeñas. Más recientemente, el plegado de alas se ha incorporado a aeronaves civiles ligeras para facilitar su almacenamiento en garajes.

Un ala plegable presenta algunas desventajas en comparación con un ala fija. Es más pesada y requiere conexiones más complejas para los sistemas eléctricos , de combustible , aerodinámicos y estructurales.

Históricamente, siempre ha habido aeronaves lo suficientemente pequeñas como para que no se considerara necesaria una reducción de su tamaño para su almacenamiento a bordo de un buque. Esto incluía la mayoría de los aviones de combate del período 1910-1940, además de algunos tipos posteriores, como el Douglas SBD Dauntless y el A4D/A-4 Skyhawk , y el Brewster F2A Buffalo (todos de la Armada de los EE. UU.); el Mitsubishi A5M y el Yokosuka D4Y (japoneses); y el Sea Harrier (británico). Los seis son diseños relativamente compactos. Los aviones embarcados con alas no plegables que todavía estaban en uso en 2021 incluyen el Dassault Rafale , el Lockheed Martin F-35B y el McDonnell Douglas AV-8B Harrier . Sin embargo, las aeronaves más grandes requerían una reducción en la cantidad de espacio horizontal que ocupaban en la cubierta antes de poder operar eficientemente a bordo de un portaaviones.

Las alas plegables comenzaron a incorporarse a las aeronaves una década después del primer vuelo de los hermanos Wright en 1903. Short Brothers , el primer fabricante de aeronaves en serie del mundo, desarrolló y patentó ^{[ 1 ]} mecanismos de alas plegables para aeronaves biplanos embarcadas. La compañía desarrolló una serie de aeronaves, conocidas colectivamente como Short Folders , y la primera patente para sus alas plegables se concedió en 1913. En total, diez modelos fueron caracterizados como Folders, de los cuales uno, el Short 184 , se construyó en cantidades muy importantes (936), y otros en cierta cantidad. El mecanismo de plegado en estas aeronaves implicaba el uso de bisagras en el borde de salida de cada ala, en un punto de ruptura no lejos del fuselaje ; los pestillos en el borde de ataque podían liberarse, y las alas entonces giraban hacia atrás, pivotando sobre las bisagras, con sus superficies permaneciendo horizontales, para terminar adyacentes al fuselaje, con sus ejes largos paralelos al fuselaje, lo que daba al avión una forma de planta muy estrecha. Este se convirtió en el método estándar de plegado de alas durante los siguientes 20 años, e incluso fue adoptado para algunos de los primeros monoplanos embarcados (en particular, el caza Fairey Fulmar de 1940).

Sin embargo, este no fue el primer sistema de alas plegables incorporado a un avión. En 1910, la compañía Breguet presentó su aeronave Tipo III , que incorporaba un mecanismo de alas plegables diseñado para reducir la envergadura y permitir su transporte por carretera (remolcado por un automóvil) o ferrocarril (en un vagón plataforma) sin necesidad de desmontarlo. El mecanismo de Breguet era, en muchos aspectos, similar al mecanismo Grumman Sto-Wing de la década de 1940, aunque, en algunos sentidos, era más complejo debido a que la máquina de Breguet era un biplano. En el Tipo III, las alas superior e inferior de cada lado incorporaban puntos de ruptura muy cerca del fuselaje. Los largueros principales —los elementos estructurales principales de las alas—, situados no muy lejos de los bordes de ataque, incorporaban bisagras en los puntos de ruptura, con mecanismos de bloqueo cerca de los bordes de salida que mantenían las alas en su lugar durante el vuelo. Para plegar las alas, los paneles exteriores podían desbloquearse y luego girarse con respecto a la sección central, con los largueros sirviendo como ejes alrededor de los cuales se producía la rotación. El proceso de plegado consistía en girar el borde de ataque del ala inferior 90 grados hacia abajo, mientras que el del ala superior giraba 90 grados hacia arriba. De esta forma, las secciones de las alas que quedaban detrás de los largueros durante el vuelo quedaban planas una contra la otra, orientadas verticalmente, como tejas superpuestas en la pared de una casa. Las alas superior e inferior podían entonces plegarse juntas, girando hacia atrás en las bisagras de los largueros hasta quedar a ras de los laterales del fuselaje. El sistema de plegado ni siquiera requería desmontar los puntales interplanos; estos también estaban articulados y quedaban planos contra las superficies exteriores de los paneles de las alas cuando estaban plegados, manteniendo las alas unidas incluso en la posición plegada.

Como se mencionó anteriormente, durante la Primera Guerra Mundial se incorporaron alas plegables tanto a aviones embarcados como a grandes bombarderos. Entre las aeronaves de esta última categoría, la serie Handley Page Type O británica y la serie Martin MB estadounidense incorporaron alas plegables de tipo Short. En cuanto a los aviones embarcados, si bien los cazas, en la mayoría de los casos, prescindieron de alas plegables, la mayoría de los aviones más grandes incorporaron esta característica durante todo el período de entreguerras. Entre los modelos británicos equipados con alas plegables de tipo Short se encontraban los bombarderos torpederos Blackburn Ripon , Baffin y Shark , y Fairey Swordfish y Albacore ; el avión de caza y reconocimiento Hawker Osprey ; el avión de reconocimiento Fairey IIIF ; el hidroavión embarcado Supermarine Walrus ; y el diminuto caza Parnall Peto , diseñado para su despliegue a bordo de submarinos. El avión torpedero Fairey Barracuda y el caza Fairey Fulmar , ambos monoplanos de la Segunda Guerra Mundial, también utilizaron este mecanismo. Otras aeronaves militares equipadas con este tipo de mecanismo incluían los aviones estadounidenses Curtiss CS , Martin T3M y T4M , y los torpederos japoneses Mitsubishi B2M y Yokosuka B3Y y B4Y ; el avión de reconocimiento con flotadores Curtiss SOC Seagull ; numerosas aeronaves de la compañía francesa Levasseur ; y el monoplano alemán de observación terrestre, el Fieseler Fi 156 Storch . Varios aviones destinados al mercado civil, como el Parnall Elf de 1929 y numerosos aviones ligeros del siglo XXI (incluidos muchos planeadores), también han incorporado este tipo de plegado de alas para facilitar su almacenamiento en garajes domésticos.

En la década de 1930, con la entrada en servicio de los monoplanos, comenzaron a aparecer diferentes tipos de alas plegables. Un tipo que se popularizó incorporaba un plegado más literal de las alas: estas se articulaban en puntos de ruptura situados aproximadamente a un tercio de la distancia desde el fuselaje hacia la punta, de modo que los paneles exteriores podían plegarse hacia arriba, dejando las puntas de las alas juntas y elevadas sobre el fuselaje del avión, con una envergadura drásticamente reducida, aunque la altura aumentaba ligeramente. Este mecanismo parece haberse utilizado por primera vez en el bombardero torpedero Douglas TBD Devastator , que realizó su primer vuelo en 1935, ^{[ 2 ]} y en el bombardero en picado Vought SB2U Vindicator , que realizó su primer vuelo a principios de 1936, y se ha visto en otros aviones embarcados en todo el mundo desde entonces.

En algunos aviones a reacción (el McDonnell-Douglas F/A-18 Hornet y el Yakovlev Yak-38 soviético son ejemplos notables), las alas son lo suficientemente cortas como para que, aunque los diseñadores consideraran deseable cierta reducción en planta mediante el plegado, todo lo necesario fue disponer segmentos cortos de las puntas de las alas que pudieran plegarse hasta una posición vertical. Otra mejora, que apareció por primera vez en el S2F (S-2) Tracker de Grumman de 1954, y que posteriormente se utilizó en su derivado C-1 Trader y en el avión multipropósito Lockheed S3 Viking de la década de 1970, implicó la incorporación de bisagras asimétricas en las alas: todos estos eran aviones de ala alta, y las bisagras asimétricas permitían que los paneles de las alas, cuando estaban plegados, se extendieran a lo largo de todo el fuselaje, quedando ambos casi planos en la sección central, uno delante del otro. Esto les permitía plegarse en puntos de ruptura más cercanos al fuselaje que en los aviones anteriores, de modo que tanto el ancho como la altura del avión plegado se minimizaban.

Un tercer concepto para el plegado de alas surgió casi al mismo tiempo que el sistema de plegado vertical del SB2U, en el Blackburn Skua , el bombardero en picado británico que realizó su primer vuelo aproximadamente un año después del Vindicator. Curiosamente, este monoplano incorporaba un mecanismo de plegado de alas muy similar al que la compañía Grumman patentaría y reconocería años más tarde. En el Skua, los bordes de ataque de las alas giraban hacia arriba al plegarse hacia atrás, quedando prácticamente pegados a los laterales del fuselaje, con los bordes de ataque apuntando hacia arriba y las superficies inferiores de los paneles de las alas orientadas en dirección opuesta al fuselaje. En contraste, en el mecanismo "Sto-Wing" de Grumman, utilizado por primera vez en el Martlet II (Royal Navy; posteriormente adoptado, con ligeras modificaciones, como el F4F-4 Wildcat por la US Navy) de 1940, los bordes de ataque de las alas giraban hacia abajo a medida que los paneles de las alas se plegaban, dejando las alas, de nuevo, al ras del fuselaje, pero con los bordes de ataque apuntando hacia abajo y las superficies superiores alejadas del fuselaje. Otra diferencia radicaba en que el mecanismo de plegado del Skua (utilizado de nuevo en el Fairey Firefly de 1941) era motorizado, accionado por el piloto después de que el personal de tierra hubiera soltado los pestillos que mantenían las alas en posición de vuelo; el primer prototipo de ala plegable de Grumman incorporaba accionamiento motorizado, pero, como medida de ahorro de peso, se decidió omitir esta característica en los aviones de producción.

Grumman utilizó el mecanismo Sto-Wing en muchos otros aviones durante las décadas siguientes, incluidos el bombardero torpedero TBF/TBM Avenger , el caza F6F Hellcat , el avión de guerra antisubmarina (ASW) AF Guardian , el avión de alerta temprana E-1 Tracer y la serie de aviones de alerta temprana y de carga E-2 Hawkeye / C-2 Greyhound ; se adoptó un mecanismo motorizado para el E-2/C-2, simplemente debido al enorme tamaño de las alas de los aviones.

En la actualidad, las superficies plegables son raras entre los diseños terrestres y se utilizan casi exclusivamente en aeronaves que son demasiado altas o anchas para caber dentro de los hangares de servicio. Ejemplos de ello son el Boeing B-50 Superfortress y su cola plegable. El Boeing 377 Stratocruiser, el Saab 37 Viggen y el Lockheed S-3 Viking también tenían aletas verticales plegables que reducían su altura para el almacenamiento en hangares. El Boeing 777 (clásico), un avión de pasajeros bimotor de fuselaje ancho, se ofrecía con puntas de ala plegables para aeropuertos con espacio limitado, aunque esta opción nunca se solicitó. ^{[ 3 ]} El nuevo Boeing 777X presenta una punta de ala plegable más corta y sencilla que la prevista para el Boeing 777 anterior, lo que proporcionará 7 metros (23 pies) adicionales de envergadura total en vuelo, al tiempo que permite que el avión se aproxime a las mismas puertas de embarque que el 777-200LR/777-300ER. 

Algunos aviones de las décadas de 1950 y 1960, incluidos el Mikoyan-Gurevich MiG-23 y su derivado MiG-27 , el Lockheed YF-12 , el Vought XF8U-3 Crusader III y el North American XB-70 Valkyrie, estaban equipados con aletas ventrales bajo el fuselaje para aumentar la estabilidad a altas velocidades supersónicas y, al menos en el caso del XB-70, para aumentar la sustentación por compresión ; estas aletas debían ser plegables para evitar que rozaran el suelo durante los despegues y aterrizajes.

En la era de los biplanos, en particular, se utilizaron varios métodos, además del plegado de las alas, para reducir el tamaño de un avión almacenado. Una solución temprana y obvia para reducir o reconfigurar la forma de un avión fue el desmontaje total o parcial. La versión 2F.1 del caza Sopwith Camel, embarcado en un buque , fue diseñada con un fuselaje trasero desmontable, de modo que las secciones delantera y trasera podían separarse y luego elevarse por separado a través de escotillas de carga de tamaño limitado, para su reensamblaje en cubierta. ¹ El portaaviones británico HMS Vindex de 1915 tenía espacio de almacenamiento para dos aviones terrestres desmontados en un hangar notablemente pequeño delante de su superestructura; los aviones podían estar listos para volar en 10 minutos. ² El primer portaaviones estadounidense, el carbonero reconvertido USS Langley , tenía amplio espacio de almacenamiento disponible, ya que dos de sus antiguos depósitos de carbón se habían dedicado al almacenamiento de aeronaves desmontadas. Inicialmente se esperaba que no operaran más de 6 u 8 aeronaves desde el buque en ningún momento dado. Sin embargo, el comandante de los escuadrones aéreos de la flota (es decir, en ese momento, este barco, los buques nodriza de hidroaviones y sus aeronaves) en el momento de LangleyAl tomar el mando del USS, el capitán Joseph M. Reeves creía que se podían lograr cosas aún mayores y comenzó a entrenar incansablemente a la tripulación con la esperanza de aumentar drásticamente (pero de forma segura) tanto el ritmo como la escala de las operaciones. En un par de años, el grupo aéreo activo del barco se había ampliado de 8 a 32 aviones, y los intervalos entre despegues y aterrizajes se habían acortado drásticamente. Como parte del esfuerzo por aumentar el ritmo de las operaciones, se convirtió en práctica habitual mantener un número considerable de aeronaves en un estado menos completamente desmontado en la cubierta principal abierta del barco (lo que había sido la cubierta superior del barco cuando era un carbonero), y el ensamblaje final se realizaba en la cubierta de vuelo (una superestructura sostenida por vigas, elevada sobre la cubierta principal).

Aquí conviene mencionar otros métodos para reducir el tamaño de una aeronave para su almacenamiento. Muchos helicópteros tienen palas de rotor que se pueden alinear sobre el fuselaje para ahorrar espacio a bordo de los barcos. Otra aeronave naval de Grumman, el F-14 Tomcat , tenía alas de flecha variable que podían inclinarse entre 20° y 68° en vuelo. Para el estacionamiento, las alas podían "sobreinclinarse" hasta 75°, reduciendo (un poco) la distancia entre las puntas de las alas cuando está estacionado. ^{[ 4 ]} En el Bell-Boeing V-22 Osprey, el ala misma puede pivotar 90 grados como una sola unidad, para quedar directamente sobre el fuselaje, mientras que las palas de las enormes hélices pueden girar individualmente para que también queden orientadas paralelas al fuselaje, como las palas del rotor de un helicóptero.

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