dinámica de vuelo

La dinámica de vuelo , en aviación y naves espaciales , es el estudio del rendimiento, la estabilidad y el control de vehículos que vuelan por el aire o en el espacio exterior . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Se ocupa de cómo las fuerzas que actúan sobre el vehículo determinan su velocidad y actitud con respecto al tiempo.

En la dinámica de vuelo de aeronaves , para una aeronave de ala fija , su orientación cambiante con respecto al flujo de aire local se representa mediante dos ángulos críticos: el ángulo de ataque del ala ("alfa") y el ángulo de ataque del estabilizador vertical, conocido como ángulo de deslizamiento lateral ("beta"). Un ángulo de deslizamiento lateral se produce cuando una aeronave guiña alrededor de su centro de gravedad y cuando se produce un deslizamiento lateral, es decir, cuando el centro de gravedad se desplaza lateralmente. ^{[ 3 ]} Estos ángulos son importantes porque son las principales fuentes de cambios en las fuerzas y momentos aerodinámicos que actúan sobre la aeronave.

La dinámica de vuelo de las naves espaciales involucra tres fuerzas principales: propulsora (motor de cohete), gravitatoria y resistencia atmosférica. ^{[ 4 ]} La fuerza propulsora y la resistencia atmosférica tienen una influencia significativamente menor sobre una nave espacial dada en comparación con las fuerzas gravitatorias.

La dinámica de vuelo es la ciencia de la orientación y el control de vehículos aéreos en tres dimensiones. Los parámetros críticos de la dinámica de vuelo son los ángulos de rotación con respecto a los tres ejes principales de la aeronave alrededor de su centro de gravedad , conocidos como alabeo , cabeceo y guiñada .

Los ingenieros aeronáuticos desarrollan sistemas de control para la orientación ( actitud ) de una aeronave respecto a su centro de gravedad . Estos sistemas incluyen actuadores que ejercen fuerzas en diversas direcciones y generan fuerzas o momentos de rotación alrededor del centro de gravedad de la aeronave, provocando así su rotación en cabeceo, alabeo o guiñada. Por ejemplo, un momento de cabeceo es una fuerza vertical aplicada a cierta distancia delante o detrás del centro de gravedad de la aeronave , lo que provoca que esta se incline hacia arriba o hacia abajo.

En este contexto, el balanceo, el cabeceo y la guiñada se refieren a rotaciones alrededor de los ejes respectivos, partiendo de un estado de equilibrio definido. El ángulo de balanceo de equilibrio se conoce como ángulo de inclinación cero o nivelación de las alas, equivalente a un ángulo de escora nivelado en un barco. La guiñada se conoce como "rumbo".

Un avión de ala fija aumenta o disminuye la sustentación generada por las alas al inclinar el morro hacia arriba o hacia abajo, aumentando o disminuyendo el ángulo de ataque (AOA). El ángulo de alabeo también se conoce como ángulo de inclinación en un avión de ala fija, que generalmente se inclina para cambiar la dirección horizontal del vuelo. Un avión tiene un diseño aerodinámico desde la nariz hasta la cola para reducir la resistencia, por lo que es ventajoso mantener el ángulo de deslizamiento lateral cerca de cero, aunque los aviones se deslizan lateralmente de forma deliberada al aterrizar con viento cruzado, como se explica en deslizamiento (aerodinámica) .

Las fuerzas que actúan sobre los vehículos espaciales son de tres tipos: fuerza propulsora (generalmente proporcionada por el empuje del motor del vehículo); fuerza gravitatoria ejercida por la Tierra y otros cuerpos celestes; y sustentación y resistencia aerodinámicas (al volar en la atmósfera de la Tierra u otro cuerpo, como Marte o Venus). La actitud del vehículo debe controlarse durante el vuelo atmosférico propulsado debido a su efecto sobre las fuerzas aerodinámicas y propulsoras. ^{[ 4 ]} Existen otras razones, no relacionadas con la dinámica de vuelo, para controlar la actitud del vehículo en el vuelo no propulsado (por ejemplo, control térmico, generación de energía solar, comunicaciones u observación astronómica).

La dinámica de vuelo de las naves espaciales difiere de la de los aviones en que las fuerzas aerodinámicas tienen un efecto muy pequeño, o prácticamente nulo, durante la mayor parte del vuelo, y no pueden utilizarse para el control de actitud durante ese tiempo. Además, la mayor parte del tiempo de vuelo de una nave espacial suele transcurrir sin propulsión, siendo la gravedad la fuerza dominante.

• Aerodinámica – Rama de la dinámica que se ocupa del estudio del movimiento del aire. 
• Sistema de control de vuelo de aeronaves : cómo se controlan las aeronaves. 
• Aeronaves de ala fija : aeronaves más pesadas que el aire con alas fijas que generan sustentación aerodinámica. 
• Superficies de control de vuelo : Superficie que permite al piloto ajustar y controlar la actitud de vuelo de la aeronave. 
• Dinámica de vuelo (aeronaves de ala fija) – Ciencia de la orientación y el control de vehículos aéreos en tres dimensiones. Páginas que muestran breves descripciones de objetivos de redirección. 
• Lista de software de ingeniería aeroespacial
• Marco móvil : generalización de una base ordenada de un espacio vectorial.