En aeronáutica , los frenos de aire o aerofrenos son un tipo de superficie de control de vuelo que se utiliza en una aeronave para aumentar la resistencia aerodinámica de la misma. [1] Cuando se extienden hacia la corriente de aire, los frenos de aire provocan un aumento de la resistencia aerodinámica de la aeronave. Cuando no se utilizan, se adaptan al perfil aerodinámico local de la aeronave para ayudar a minimizar la resistencia. [2]
Los frenos de aire se diferencian de los spoilers en que los frenos de aire están diseñados para aumentar la resistencia mientras que hacen pocos cambios en la sustentación , mientras que los spoilers reducen la relación sustentación-resistencia y requieren un ángulo de ataque más alto para mantener la sustentación, lo que resulta en una mayor velocidad de pérdida . [3]
En las primeras décadas de los vuelos propulsados, los frenos de aire eran flaps montados en las alas. Se controlaban manualmente mediante una palanca en la cabina y conexiones mecánicas al freno de aire.
Un tipo temprano de freno de aire, desarrollado en 1931, se instaló en los puntales de soporte del ala del avión. [4]
En 1936, Hans Jacobs , quien dirigió la organización de investigación de planeadores Deutsche Forschungsanstalt für Segelflug (DFS) de la Alemania nazi antes de la Segunda Guerra Mundial, desarrolló frenos de picado autónomos de estilo pala, en la superficie superior e inferior de cada ala, para planeadores. [5] La mayoría de los primeros planeadores estaban equipados con alerones en las alas para ajustar su ángulo de descenso durante la aproximación al aterrizaje. Los planeadores más modernos utilizan frenos de aire que pueden estropear la sustentación y aumentar la resistencia, dependiendo de dónde estén posicionados.
En un informe británico [6] escrito en 1942 se analiza la necesidad de contar con frenos de picado para que los bombarderos en picado, los torpederos y los aviones de combate pudieran cumplir con sus respectivos requisitos de rendimiento en combate y, de manera más general, con el control de la trayectoria de planeo. Se analizan los diferentes tipos de frenos de aire y sus requisitos, en particular que no deberían tener un efecto apreciable en la sustentación o el equilibrio y cómo esto se puede lograr con flaps de borde de salida divididos en las alas, por ejemplo. También se exigía ventilar las superficies de los frenos mediante numerosas perforaciones o ranuras para reducir el embate del fuselaje.
Un informe estadounidense [7] escrito en 1949 describe numerosas configuraciones de frenos de aire y su rendimiento en alas y fuselajes de aviones de hélice y a reacción.
A menudo, las características tanto de los spoilers como de los frenos de aire son deseables y se combinan; la mayoría de los aviones de pasajeros modernos cuentan con controles combinados de spoilers y frenos de aire. Al aterrizar, el despliegue de estos spoilers ("dumpers de sustentación") provoca una reducción significativa de la sustentación del ala, por lo que el peso del avión se transfiere de las alas al tren de aterrizaje. El aumento de peso aumenta la fuerza de fricción disponible para frenar. Además, la resistencia de forma creada por los spoilers ayuda directamente al efecto de frenado. El empuje inverso también se utiliza para ayudar a reducir la velocidad del avión después del aterrizaje. [8]
Prácticamente todos los aviones a reacción tienen un freno de aire o, en el caso de la mayoría de los aviones de pasajeros, alerones de sustentación que también actúan como frenos de aire. Los aviones propulsados por hélice se benefician del efecto de frenado natural de la hélice cuando la potencia del motor se reduce al ralentí, pero los motores a reacción no tienen un efecto de frenado similar, por lo que los aviones a reacción deben usar frenos de aire para controlar la velocidad y el ángulo de descenso durante la aproximación al aterrizaje. Muchos de los primeros aviones a reacción usaban paracaídas como frenos de aire en la aproximación ( Arado Ar 234 , Boeing B-47 ) o después del aterrizaje ( English Electric Lightning ).
Los frenos de aire de cono de cola dividido se han utilizado en el avión de ataque naval Blackburn Buccaneer, diseñado en la década de 1950, y en los aviones comerciales Fokker F28 Fellowship y British Aerospace 146. El freno de aire del Buccaneer, cuando se abría, reducía la longitud del avión en el espacio reducido de un portaaviones .
El F-15 Eagle , el Sukhoi Su-27 , el F-18 Hornet y otros cazas tienen un freno de aire ubicado justo detrás de la cabina .
El decelerón es un alerón que funciona normalmente en vuelo, pero que puede dividirse por la mitad, de modo que la mitad superior sube mientras la mitad inferior baja para frenar. Esta técnica se utilizó por primera vez en el F-89 Scorpion y, desde entonces, Northrop la ha utilizado en varios aviones, incluido el B-2 Spirit .
El transbordador espacial utilizó un sistema similar: el timón dividido verticalmente se abría en forma de "concha" al aterrizar para actuar como freno de velocidad. [9]
Medios relacionados con Frenos de aire (aeronaves) en Wikimedia Commons