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Una aeronave en vuelo puede rotar en tres dimensiones: guiñada (inclinación lateral izquierda o derecha alrededor de un eje vertical); cabeceo (inclinación vertical arriba o abajo alrededor de un eje que va de ala a ala); y alabeo (rotación alrededor de un eje que va de la nariz a la cola). Los ejes de guiñada, cabeceo y alabeo se denominan, respectivamente, vertical , lateral (o transversal ) y longitudinal . Estos ejes se mueven con la aeronave y rotan con respecto a la Tierra junto con ella. Estas definiciones se aplicaron de forma análoga a las naves espaciales cuando se diseñaron las primeras naves tripuladas a finales de la década de 1950.
Estas rotaciones se producen por pares (o momentos ) alrededor de los ejes principales. En una aeronave, se generan intencionalmente mediante superficies de control móviles, que varían la distribución de la fuerza aerodinámica neta alrededor del centro de gravedad del vehículo . Los elevadores (aletas móviles en la cola horizontal) producen cabeceo, un timón en la cola vertical produce guiñada y los alerones (aletas en las alas que se mueven en direcciones opuestas) producen alabeo. En una nave espacial, los movimientos generalmente se producen mediante un sistema de control de reacción que consta de pequeños propulsores de cohete utilizados para aplicar un empuje asimétrico al vehículo.
Ejes principales
Guiñada
Paso
Rollo
- Eje vertical o eje de guiñada : un eje trazado de arriba abajo y perpendicular a los otros dos ejes.
- Eje transversal , eje lateral o eje de cabeceo : un eje que va de izquierda a derecha del piloto en aeronaves tripuladas y es paralelo a las alas de una aeronave con alas, paralelo a la línea de las nalgas .
- Eje longitudinal o eje de balanceo : un eje trazado a través del cuerpo del vehículo desde la cola hasta la punta en la dirección normal de vuelo, o en la dirección hacia la que mira el piloto, similar a la línea de flotación de un barco .
Normalmente, estos ejes se representan con las letras X, Y y Z para compararlos con un sistema de referencia, generalmente denominado x, y, z. Por lo general, esto se hace de manera que la X se utilice para el eje longitudinal, pero existen otras posibilidades .
Eje vertical (guiñada)
El eje de guiñada tiene su origen en el centro de gravedad y apunta hacia la parte inferior de la aeronave, perpendicular a las alas y a la línea de referencia del fuselaje. El movimiento alrededor de este eje se denomina guiñada . Un movimiento de guiñada positivo desplaza la nariz de la aeronave hacia la derecha. [ 1 ] El timón de dirección es el principal mecanismo de control de la guiñada. [ 2 ]
El término guiñada se aplicó originalmente en la navegación y se refería al movimiento de un barco inestable que giraba sobre su eje vertical. Su etimología es incierta.
Eje lateral (inclinación)
El eje de cabeceo (también llamado eje transversal o lateral ) [ 3 ] atraviesa la aeronave de punta a punta de las alas. La rotación alrededor de este eje se denomina cabeceo . El cabeceo cambia la dirección vertical hacia la que apunta la nariz de la aeronave (un movimiento de cabeceo positivo eleva la nariz y baja la cola). Los elevadores son las superficies de control principales para el cabeceo. [ 2 ]
Eje longitudinal (balanceo)
El eje de alabeo (o eje longitudinal [ 3 ] ) tiene su origen en el centro de gravedad y está dirigido hacia adelante, paralelo a la línea de referencia del fuselaje. El movimiento alrededor de este eje se llama alabeo . Un desplazamiento angular alrededor de este eje se llama inclinación . [ 2 ] Un movimiento de alabeo positivo eleva el ala izquierda y baja el ala derecha. El piloto realiza el alabeo aumentando la sustentación en un ala y disminuyéndola en la otra. Esto cambia el ángulo de inclinación. [ 4 ] Los alerones son el control principal del alabeo. El timón de dirección también tiene un efecto secundario sobre el alabeo. [ 5 ]
Relación con otros sistemas de ejes
Estos ejes están relacionados con los ejes principales de inercia , pero no son idénticos. Son ejes de simetría geométrica, independientemente de la distribución de masa de la aeronave.
En ingeniería aeronáutica y aeroespacial, las rotaciones intrínsecas alrededor de estos ejes suelen denominarse ángulos de Euler , pero esto entra en conflicto con el uso actual en otros campos. El cálculo subyacente es similar a las fórmulas de Frenet-Serret . Realizar una rotación en un sistema de referencia intrínseco equivale a multiplicar por la derecha su matriz característica (la matriz cuyas columnas son los vectores del sistema de referencia) por la matriz de rotación.
Historia
La primera aeronave que demostró control activo sobre los tres ejes fue el planeador de los hermanos Wright de 1902. [ 6 ]
Véase también
Referencias
- ↑ "Entrada del diccionario American Heritage: yaw" . www.ahdictionary.com . Consultado el 9 de abril de 2026 .
- 1 2 3 Clancy, LJ (1975) Aerodinámica Pitman Publishing Limited, Londres ISBN 0-273-01120-0, Sección 16.6
- 1 2 "Estándar MISB 0601" (PDF) . Junta de Estándares de Imágenes en Movimiento (MISB). Archivado del original (PDF) el 24 de marzo de 2017. Recuperado el 1 de mayo de 2015 .También en el archivo:MISB Standard 0601.pdf .
- ↑ Wragg, David W. (1972–73). Diccionario de aviación (primera ed.). Osprey. pág. 224. ISBN 9780850451634.
- ↑ FAA (2004). Manual de vuelo de aviones . Washington DC: Departamento de Transporte de los Estados Unidos, Administración Federal de Aviación, cap. 4, pág. 2, FAA-8083-3A.
- ↑ "Rotaciones de aeronaves" . Archivado del original el 4 de julio de 2008. Consultado el 4 de agosto de 2008 .
Enlaces externos
- Cabeceo, balanceo, guiñada
- El control del eje de guiñada como medio para mejorar el rendimiento de las aeronaves V/STOL.
- Simulación de marcha rápida en 3D de un robot bípedo mediante compensación del momento del eje de guiñada
- Sistema de control de vuelo para una aeronave híbrida en el eje de guiñada.
- Junta de Normas de Imágenes en Movimiento (MISB) Archivado el 23/08/2022 en Wayback Machine
- Aerodinámica
- Control de actitud
- Línea (geometría)