El alabeo de las alas fue uno de los primeros sistemas de control lateral (balanceo) de un avión de ala fija o una cometa. La técnica, utilizada y patentada por los hermanos Wright , consistía en un sistema de poleas y cables para torcer los bordes de salida de las alas en direcciones opuestas. En muchos aspectos, este enfoque es similar al utilizado para reducir el rendimiento de un avión de papel al curvar el papel en la parte posterior de sus alas. [1]
En 1900, Wilbur Wright escribió: "... mis observaciones del vuelo de los pájaros me convencen de que los pájaros utilizan métodos más positivos y enérgicos para recuperar el equilibrio que el de desplazar el centro de gravedad... recuperan su equilibrio lateral... mediante una torsión de las puntas de las alas. Si el borde posterior de la punta del ala derecha se tuerce hacia arriba y el izquierdo hacia abajo, el pájaro se convierte en un molino de viento animado y comienza a girar instantáneamente, siendo el eje una línea desde su cabeza hasta su cola". Después de que Wilbur demostrara el método, Orville señaló: "A partir de esto, era evidente que las alas de una máquina del tipo Chanute de dos pisos, con el armazón delantero y trasero eliminado, podían deformarse de la misma manera, de modo que al volar las alas de los lados derecho e izquierdo podían deformarse de modo que presentaran sus superficies al aire en diferentes ángulos de incidencia y así aseguraran sustentaciones desiguales en los dos lados". [2]
Los pájaros utilizan visiblemente la deformación de las alas para lograr el control. Esto ejerció una influencia significativa sobre los primeros diseñadores de aeronaves. Los hermanos Wright fueron el primer grupo en utilizar alas deformables. Su primer avión imitaba los patrones de vuelo y la forma de las alas de los pájaros. [3]
En la práctica, dado que la mayoría de los diseños de alabeo implicaban la flexión de los miembros estructurales, eran difíciles de controlar y propensos a causar fallas estructurales. Los alerones habían comenzado a reemplazar el alabeo como el medio más común para lograr el control lateral ya en 1911, especialmente en los diseños de biplanos . Las alas de monoplano de la época eran mucho más flexibles y demostraron ser más susceptibles al alabeo, pero incluso para los diseños de monoplanos, los alerones se convirtieron en la norma después de 1915.
El control lateral (balanceo) en los primeros aviones era problemático en el mejor de los casos. Un ala demasiado flexible que se tuerce involuntariamente puede causar un balanceo involuntario, pero lo que es peor, puede convertir los intentos de corrección, ya sea por deformación del ala o de los alerones, en un efecto de " pestaña servo " que contrarresta el problema. Una vez que esto se entendió completamente, las estructuras de las alas se hicieron progresivamente más rígidas, lo que impidió por completo la deformación del ala, y los aviones se volvieron mucho más controlables en el plano lateral.
La tecnología actual ha permitido a los científicos revisar el concepto de deformación de las alas (también conocido como transformación de alas).
La deformación de las alas era una característica común de los primeros aviones, que incluía:
Varios de los aviones de reproducción construidos para la película Aquellos hombres magníficos en sus máquinas voladoras utilizaron los sistemas de control de alabeo de los aviones originales, con resultados dispares. El alabeo del Avro Triplane resultó sorprendentemente exitoso, mientras que en la reproducción del Antoinette, con su ala muy flexible, el alabeo del ala ofrecía poco control lateral efectivo. Dado que los alerones originales de estilo Antoinette probablemente habrían sido aún menos efectivos, se insertaron alerones "modernos" discretos; incluso con estos, el control lateral siguió siendo muy deficiente. [4]
La deformación de las alas es una extensión moderna de la deformación de las alas, en la que la forma aerodinámica de las mismas se modifica bajo control informático. La investigación en este campo la lleva a cabo principalmente la NASA, como en el caso del Ala Adaptativa de Misión (MAW, por sus siglas en inglés), que se probó a partir de 1985 en el Boeing AFTI/F-111A Aardvark de General Dynamics .
Muchas empresas y científicos importantes están trabajando en el desarrollo de alas que se transforman en formas. La NASA está trabajando para desarrollar un ala que se transforma en formas hechas de células que se retorcerán para imitar a las aves. Las células que la NASA está utilizando para construir el ala son pequeños módulos negros que consisten en fibra de carbono. Actualmente, la NASA se está centrando en los drones no tripulados. [5]
El atractivo de las alas que cambian de forma reside en la naturaleza lisa y sin huecos de las geometrías resultantes. A diferencia de las alas convencionales, que se basan en piezas discretas y móviles ( alerones , flaps , slats ...) para lograr variaciones de su forma (y, por lo tanto, de sus propiedades aerodinámicas), las alas que cambian de forma logran estas variaciones geométricas con deformaciones continuas de su superficie exterior. La ausencia de cambios discretos de curvatura y de huecos tiene el potencial de reducir la resistencia de forma asociada al ala, aumentando así su eficiencia aerodinámica. Esta característica hace que las alas adaptables sean adecuadas para operar en varias condiciones operativas diferentes, ya que pueden adaptar óptimamente su forma y, por lo tanto, minimizar la resistencia resultante.