Aleta de rejilla

Las aletas de rejilla (o aletas reticulares ) son un tipo de superficie de control de vuelo utilizada en cohetes y bombas , a veces en lugar de superficies de control más convencionales, como las aletas planas . Fueron desarrolladas en la década de 1950 por un equipo liderado por Sergey Belotserkovskiy ^{[ 1 ]} y se han utilizado desde la década de 1970 en varios diseños de misiles balísticos soviéticos , como el SS-12 Scaleboard , el SS-20 Saber , el SS-21 Scarab , el SS-23 Spider y el SS-25 Sickle , así como el N-1 (el cohete previsto para el programa lunar soviético ). En Rusia, por lo tanto, a menudo se las denomina aletas de rejilla Belotserkovskiy .

Las aletas de rejilla también se han utilizado en misiles y bombas convencionales como el misil aire-aire Vympel R-77 ; la familia de misiles de crucero 3M-54 Klub (SS-N-27 Sizzler) ; y la bomba convencional de gran potencia estadounidense Massive Ordnance Air Blast (MOAB), así como en dispositivos especializados como el sistema de entrega Quick-MEDS y como parte del sistema de escape de lanzamiento para la nave espacial Soyuz .

En 2014, SpaceX probó aletas de rejilla en un vehículo de prueba de demostración de la primera etapa de su cohete reutilizable Falcon 9 , ^{[ 2 ]} y el 21 de diciembre de 2015 se utilizaron durante la porción atmosférica de alta velocidad de la reentrada para ayudar a guiar una primera etapa comercial del Falcon 9 de regreso a tierra para el primer aterrizaje orbital exitoso de un propulsor en la historia de los vuelos espaciales .

La primera etapa del cohete Hyperbola-1 de la empresa privada china i-Space apareció el 25 de julio de 2019 equipada con aletas de rejilla orientables para el control de actitud.

El 25 de julio de 2019, China lanzó una versión modificada del Long March 2C que presentaba aletas de rejilla en la parte superior de la primera etapa para la reentrada controlada de la etapa del cohete gastada lejos de las personas en pueblos y ciudades cercanas. ^{[ 3 ]}

Las aletas de control planas convencionales tienen forma de alas en miniatura . Por el contrario, las aletas de rejilla son una celosía de superficies aerodinámicas más pequeñas dispuestas dentro de una caja. Su apariencia ha llevado a que a veces se las compare con machacadores de patatas o gofreras .

Las aletas de rejilla se pueden plegar e inclinar hacia adelante (o hacia atrás) contra el cuerpo cilíndrico del misil de forma más directa y compacta que las aletas planas, lo que permite un almacenamiento más compacto del arma. Esto es importante cuando las armas se lanzan desde un tubo o para aeronaves que almacenan armas en compartimentos internos, como los aviones furtivos . Generalmente, las aletas de rejilla se inclinan hacia adelante o hacia atrás, alejándose del cuerpo, poco después de que el misil haya superado la trayectoria de la aeronave lanzadora.

Las aletas de rejilla tienen una cuerda mucho más corta (la distancia entre el borde de ataque y el borde de salida de la superficie) que las aletas planas, ya que son, en esencia, un grupo de aletas cortas montadas en paralelo. Su cuerda reducida disminuye el par motor que ejerce el flujo de aire a alta velocidad sobre el mecanismo de dirección, lo que permite el uso de actuadores de aleta más pequeños y, en consecuencia, un conjunto de cola más compacto.

Las aletas de rejilla funcionan muy bien a velocidades subsónicas y supersónicas, pero mal a velocidades transónicas ; el flujo provoca la formación de una onda de choque normal dentro de la estructura, lo que hace que gran parte del flujo de aire rodee completamente la aleta en lugar de atravesarla, generando una resistencia de onda significativa . A números de Mach elevados , las aletas de rejilla fluyen a velocidad supersónica total y pueden proporcionar menor resistencia y mayor maniobrabilidad que las aletas planas.

Las aletas de rejilla se utilizan en el cohete SpaceX Falcon 9 para aumentar la precisión y exactitud en el control del lugar de aterrizaje de los vehículos de lanzamiento reutilizables . Por lo tanto, ayudan al cohete a aterrizar en la plataforma de aterrizaje o en la plataforma flotante autónoma del puerto espacial con mayor precisión. El desarrollo de las aletas de rejilla forma parte del programa de desarrollo del sistema de lanzamiento reutilizable de SpaceX, que se lleva a cabo desde 2012. La primera prueba de vuelo hipersónico con aletas de rejilla tuvo lugar en febrero de 2015, y posteriormente se utilizaron en todos los aterrizajes de prueba experimentales del Falcon 9 reutilizable y, finalmente, después de diciembre de 2015, en un número creciente de aterrizajes y recuperaciones exitosas de la primera etapa.

La iteración en el diseño de las aletas de rejilla del Falcon 9 continuó en 2017. El CEO de SpaceX, Elon Musk, anunció a principios de 2017 que una nueva versión de las aletas de rejilla del Falcon 9 mejoraría la reutilización para los vehículos de la compañía. El Falcon 9 Block 5 introduce nuevas aletas de rejilla de titanio fundido y cortado ^{[ 4 ]} . Musk había señalado que las aletas de rejilla originales del Falcon 9 estaban hechas de aluminio . Las aletas experimentan temperaturas cercanas a sus límites máximos de supervivencia durante la reentrada y el aterrizaje, por lo que las aletas de aluminio fueron recubiertas con un sistema de protección térmica ablativa. Algunas aletas de rejilla de aluminio se incendiaron durante la secuencia de entrada y aterrizaje. Las aletas de rejilla fueron reemplazadas por versiones de titanio, lo que permitió una mayor controlabilidad del cohete y aumentó la capacidad de carga útil a órbita al permitir que el Falcon 9 volara en un ángulo de ataque más alto . ^{[ 5 ]} Las aletas de rejilla de titanio más grandes y robustas se dejan sin pintar y se probaron por primera vez en junio de 2017. Se utilizan en todas las primeras etapas reutilizables del Falcon 9 Block 5 desde finales de 2017. ^{[ 6 ]}

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  Las aletas de rejilla (aquí plegadas contra el carenado de la carga útil ) forman parte del sistema de escape de lanzamiento de la nave espacial Soyuz .
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  Aletas de rejilla plegadas en el Long March 2F, diseñado para transportar la nave espacial tripulada Shenzhou .
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  Aletas de rejilla plegadas contra la base de un misil balístico SS-20
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  Aletas de rejilla en un cohete SpaceX Falcon 9. Estas guían la primera etapa del cohete durante el aterrizaje.
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  Primera prueba de aletas de rejilla realizada por SpaceX durante una prueba de descenso controlado del Falcon 9 el 11 de febrero de 2015.
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  Aletas de rejilla desplegadas en la sección del propulsor superpesado de la nave espacial Starship de SpaceX.

• Aletas de rejilla de misiles, Aerospaceweb.org
• Grupo de Tecnología de Armas Convencionales, Centro de Información Técnica de Defensa
• "Es el gran accidente", Aviation Week , archivado el 27 de septiembre de 2007 en Wayback Machine.
• KLUB (SS-N-27) ASCM, Bharat-Rakshak.com
• Bomba inteligente pequeña con extensión de alcance, Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea
• Misil médico preparado para su lanzamiento, DefenseTech.org
• Estabilidad aeroelástica de un sistema de manguera y lanza de reabastecimiento aéreo con aletas de rejilla aerodinámicas.