Las aletas de rejilla (o aletas de celosía ) 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 desarrollados en la década de 1950 por un equipo liderado por Sergey Belotserkovskiy [1] y utilizados desde la década de 1970 en varios diseños de misiles balísticos soviéticos como el SS-12 Scaleboard , SS-20 Sabre , SS-21 Scarab , SS- 23 Spider y SS-25 Sickle , así como el N-1 (el cohete previsto para el programa lunar soviético ). En Rusia, a menudo se les llama aletas de rejilla de 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 rendimiento American Massive Ordnance Air Blast (MOAB), y en dispositivos especializados como el sistema de lanzamiento Quick-MEDS y como parte del sistema de escape de lanzamiento de la nave espacial Soyuz .
En 2014, SpaceX probó aletas de rejilla en un vehículo de prueba de demostración de primera etapa de su cohete reutilizable Falcon 9 , [2] y el 21 de diciembre de 2015 se utilizaron durante la parte atmosférica de alta velocidad de la reentrada para ayudar a guiar un Falcon comercial. 9 primera etapa de regreso a tierra para el primer aterrizaje exitoso de un propulsor orbital 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 encima de la primera etapa para el reingreso controlado de la etapa del cohete gastado lejos de las personas en los 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 un entramado de superficies aerodinámicas más pequeñas dispuestas dentro de una caja. Su aspecto ha llevado en ocasiones a compararlos con pasapurés o planchas para gofres .
Las aletas de rejilla se pueden plegar, inclinar hacia adelante (o hacia atrás) contra el cuerpo cilíndrico de un misil de manera 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 naves que almacenan armas en compartimentos internos, como los aviones furtivos . Generalmente, las aletas de la rejilla se inclinan hacia adelante/hacia atrás alejándose del cuerpo poco después de que el misil haya pasado de la nave que dispara.
Las aletas de rejilla tienen una cuerda mucho más corta (la distancia entre el borde de ataque y de salida de la superficie) que las aletas planas, ya que son efectivamente un grupo de aletas cortas montadas paralelas entre sí. Su cuerda reducida reduce la cantidad de torque ejercido sobre el mecanismo de dirección por el flujo de aire de alta velocidad, lo que permite el uso de actuadores de aletas más pequeños y un conjunto de cola más pequeño en general.
Las aletas de rejilla funcionan muy bien a velocidades subsónicas y supersónicas, pero mal a velocidades transónicas ; el flujo provoca que se forme una onda de choque normal dentro de la red, lo que hace que gran parte del flujo de aire pase completamente alrededor de la aleta en lugar de a través de ella y genera una resistencia de onda significativa . Con números de Mach elevados , las aletas de rejilla fluyen de forma totalmente supersónica y pueden proporcionar una menor resistencia y una mayor maniobrabilidad que las aletas planas.
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En el cohete Falcon 9 se utilizan aletas de rejilla para aumentar la precisión y exactitud en el control del lugar de aterrizaje de los vehículos de lanzamiento reutilizables . Por lo tanto, ayuda al cohete a aterrizar con mayor precisión y precisión en la plataforma de aterrizaje o en el barco no tripulado del puerto espacial autónomo . El esfuerzo de desarrollo de aletas de rejilla es parte del programa de desarrollo del sistema de lanzamiento reutilizable de SpaceX que ha estado en marcha desde 2012. La primera prueba de vuelo hipersónico con aletas de rejilla fue en febrero de 2015, y posteriormente se utilizaron aletas de rejilla en todos los aterrizajes de prueba experimentales reutilizables del Falcon 9. y, finalmente, después de diciembre de 2015, un número cada vez mayor de aterrizajes y recuperaciones exitosos en la primera etapa.
La iteración del diseño de las aletas de rejilla del Falcon 9 continuó en 2017. El director ejecutivo de SpaceX, Elon Musk, anunció a principios de 2017 que una nueva versión de las aletas de rejilla del Falcon 9 mejoraría la reutilización de los vehículos de la empresa. Falcon 9 Block 5 presenta nuevas aletas de rejilla de titanio fundidas y cortadas [4] . Musk había notado 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 el reingreso y el aterrizaje, por lo que las aletas de aluminio se recubrieron con un sistema de protección térmica ablativa. Algunas aletas de rejilla de aluminio se habían incendiado 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 en órbita al permitir que Falcon 9 volara en un ángulo de ataque más alto . [5] Las aletas de rejilla de titanio más grandes y robustas no se pintaron y se probaron por primera vez en junio de 2017. Se utilizan en todas las primeras etapas reutilizables del Bloque 5 Falcon 9 desde finales de 2017. [6]
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