Aleta de compensación

Las aletas de compensación son pequeñas superficies conectadas al borde de salida de una superficie de control mayor en una embarcación o aeronave . Se utilizan para controlar la compensación de los controles, es decir, para contrarrestar las fuerzas hidrodinámicas o aerodinámicas y estabilizar la embarcación o aeronave en la actitud deseada sin que el operador tenga que aplicar constantemente una fuerza de control. Esto se logra ajustando el ángulo de la aleta con respecto a la superficie mayor.

Al modificar la configuración de una aleta de compensación, se ajusta la posición neutra o de reposo de una superficie de control (como el elevador o el timón). A medida que cambia la posición deseada de la superficie de control (principalmente debido a diferentes velocidades), una aleta de compensación ajustable permite al operador reducir la fuerza manual necesaria para mantener dicha posición, hasta cero si se desea. De este modo, la aleta de compensación actúa como una servoaleta . Dado que el centro de presión de la aleta de compensación se encuentra más alejado del eje de rotación de la superficie de control que el centro de presión de esta última, el momento generado por la aleta puede igualarse al momento generado por la superficie de control. La posición de la superficie de control sobre su eje cambiará hasta que los pares generados por la superficie de control y la aleta de compensación se equilibren entre sí.

Las embarcaciones de planeo o que navegan a velocidades cercanas al planeo suelen tener flaps de compensación en la unidad inferior del motor o fijados al espejo de popa. Ajustarlos hacia arriba o hacia abajo modifica la inclinación de la embarcación durante la navegación, equilibrando de diversas maneras la velocidad, la distribución del peso y las condiciones del mar. ^{[ 1 ]}

Los compensadores están integrados en el timón , los elevadores y los alerones de las aeronaves de ala fija. Como tales, forman parte del sistema de la aeronave y permiten al piloto controlar y mantener la velocidad con un mínimo de intervención y concentración mental. Muchas aeronaves modernas, especialmente las de reacción, cuentan con controles de compensación eléctricos.

El compensador de profundidad libera al piloto de ejercer una fuerza constante sobre los controles de cabeceo, ya que ajusta el control de compensación (generalmente en forma de rueda vertical) para anular las fuerzas de control para una velocidad aerodinámica y distribución de peso determinadas. Normalmente, al girar esta rueda hacia arriba (o levantar la palanca), el morro de la aeronave se inclina hacia abajo; al girarla hacia abajo (o presionar la palanca), la cola baja y el morro se eleva.

Muchos aviones también cuentan con sistemas de compensación de timón o alerones. En algunos, la aleta de compensación del timón es articulada y ajustable durante el vuelo; en otros, solo se ajusta en tierra (para reducir la necesidad de que el piloto presione constantemente el pedal del timón para contrarrestar la tendencia a girar a la izquierda de muchos aviones de hélice).

La mayoría de los aviones de ala fija tienen un compensador en el elevador. Sin embargo, a veces se utilizan medios alternativos para controlar la velocidad y la actitud de la aeronave, entre los que se incluyen:

• un resorte incluido en el sistema de control que puede ser ajustado por el piloto
• En el caso del elevador , un estabilizador horizontal totalmente móvil, llamado estabilizador , cuya posición se puede ajustar en vuelo mediante una aleta servo o una aleta antiservo.
• En algunas aeronaves (por ejemplo , el Concorde y el McDonnell Douglas MD-11 ^{[ 2 ]} ), el combustible puede trasladarse a los tanques de la cola durante el vuelo de crucero para reposicionar el centro de gravedad y así reducir la resistencia aerodinámica. ^{[ 3 ]} Mantener el centro de gravedad cerca del límite posterior durante el vuelo de crucero mejora la eficiencia del mismo. ^{[ 2 ]}

Cuando se utiliza una aleta de compensación servo, esta se mueve hacia la corriente de aire opuesta a la deflexión deseada de la superficie de control. Por ejemplo, para compensar un elevador y mantener el morro hacia abajo, la aleta de compensación del elevador se elevará hacia la corriente de aire. El aumento de presión sobre la superficie de la aleta de compensación causado por su elevación desviará ligeramente hacia abajo toda la placa del elevador, lo que provocará que la cola se eleve y el morro de la aeronave se mueva hacia abajo. ^{[ 5 ]} En el caso de una aeronave donde el despliegue de dispositivos de alta sustentación ( flaps ) alteraría significativamente la compensación longitudinal, se dispone una aleta de compensación suplementaria que se despliega simultáneamente con los flaps para que la actitud de cabeceo no cambie notablemente.

El uso de compensadores reduce significativamente la carga de trabajo de los pilotos durante las maniobras continuas (por ejemplo, el ascenso sostenido a altitud después del despegue o el descenso antes del aterrizaje), lo que les permite centrar su atención en otras tareas, como evitar el tráfico aéreo o comunicarse con el control de tráfico aéreo .

Tanto el compensador de profundidad como el de cabeceo afectan a la pequeña parte de compensación del elevador en los aviones de pasajeros. El primero se supone que debe mantenerse en una posición determinada durante un tiempo prolongado, mientras que el compensador de cabeceo (controlado con el pulgar del piloto de aterrizaje en el volante o joystick, y por lo tanto fácil de maniobrar) se utiliza continuamente después de que el piloto al mando haya desactivado el piloto automático, especialmente después de cada vez que se bajan los flaps o con cada cambio de velocidad, durante el descenso, la aproximación y la final. El compensador de profundidad se utiliza principalmente para controlar la actitud durante el vuelo de crucero mediante el piloto automático.

Además de reducir la carga de trabajo del piloto, un ajuste adecuado también aumenta la eficiencia del combustible al disminuir la resistencia aerodinámica . Por ejemplo, los aviones de hélice tienden a guiñar cuando operan a alta potencia, como al ascender; esto aumenta la resistencia parásita porque la aeronave no vuela directamente contra el viento aparente. En tales circunstancias, el uso de un compensador de timón ajustable puede reducir la guiñada.

A menudo se cita al diseñador Buckminster Fuller por su uso de las pestañas de compensación como metáfora del liderazgo y el empoderamiento personal. En la edición de febrero de 1972 de Playboy , Fuller dijo:

Una vez me impactó mucho pensar en lo que un hombrecillo podría lograr. Piensen en el Queen Mary : todo el barco pasa y luego aparece el timón. Y hay una cosita diminuta en el borde del timón llamada aleta de compensación.

Es un timón en miniatura. Con solo mover la pequeña aleta de compensación se genera una baja presión que hace girar el timón. No requiere casi ningún esfuerzo. Por eso dije que esa pequeña pieza puede funcionar como una aleta de compensación. La sociedad cree que te está dejando de lado, que te ha abandonado por completo. Pero si estás pensando con dinamismo, la realidad es que con solo un pequeño movimiento puedes mover el barco entero.

Entonces dije, llámame Trim Tab.

El boletín oficial del Instituto Buckminster Fuller se llama Trimtab . ^{[ 6 ]}

La metáfora de Fuller recibió una considerable atención mediática en enero de 2019 cuando el actor Jeff Bridges la empleó en su discurso de aceptación del premio Cecil B. DeMille en la 76.ª edición de los Globos de Oro :

Bucky hizo la analogía de que un compensador es un ejemplo de cómo el individuo está conectado a la sociedad y cómo la afectamos. Y me gusta pensar en mí mismo como un compensador. Todos somos compensadores. Puede que parezca que no estamos a la altura, pero sí lo estamos. ¡Estamos vivos! ¡Podemos marcar la diferencia! ¡Podemos dirigir este barco hacia donde queramos! ^{[ 7 ]}

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