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Rodillo

Rodillos en el borde posterior de las aletas del misil AIM-9 Sidewinder
Detalle de un rolleron en un Sidewinder
Rodillos en las aletas del misil K-13

Un rolleron es un tipo de alerón que se utiliza en cohetes y que proporciona estabilización pasiva contra la rotación. Aunque se utiliza más comúnmente para estabilizar contra el balanceo , también se puede utilizar para contrarrestar la guiñada y el cabeceo . [1]

A principios de la década de 1950 se fabricaron los primeros rollerons. Su valor para la estabilización dinámica de misiles hizo que fuera estudiado rápidamente por el Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (NACA). Resultó ser una solución más compacta, sencilla y fiable para controlar el balanceo que los métodos anteriores, como la combinación de servomecanismos y alerones. Los dispositivos rolleron se han utilizado ampliamente en misiles aire-aire maniobrables de corto alcance , como el prolífico AIM-9 Sidewinder . Los vehículos cohete también se han convertido en otra aplicación común.

Historia

A principios de la década de 1950, aparecieron los primeros ejemplos del rolleron, a veces denominado inicialmente amortiguador de balanceo . Debido a su valor potencial como dispositivo de estabilización de misiles, fue rápidamente objeto de evaluaciones en profundidad por parte del Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (NACA) y otras organizaciones. [2] Los primeros misiles en uso a mediados de la década de 1950 se caracterizaban por su amortiguación limitada del balanceo aerodinámico como consecuencia de sus superficies de sustentación de baja relación de aspecto. La solución histórica a este problema fue instalar un servomecanismo para detectar la velocidad de balanceo y realizar ajustes en un alerón convencional para contrarrestarlo según fuera necesario; este enfoque agregó complejidad y peso, y ocupó un espacio limitado. Por lo tanto, se buscaron urgentemente métodos con menor impacto, con preferencia por aquellos que no requerían ningún componente interno. [3]

En noviembre de 1956, la NACA había determinado que el rolleron tenía un enfoque de diseño confiable para configuraciones de misiles. [3] A instancias del ejército de los EE. UU., se realizaron más pruebas para validar su rendimiento en misiles de producción. [4] De manera más general, se han realizado más innovaciones y patentes asociadas con los rollerons durante las décadas siguientes. [5] [6] En la década de 1990, el rolleron, junto con sus posibles aplicaciones, ha seguido siendo examinado por varias organizaciones y naciones. [1]

Función

El rolleron es un dispositivo estabilizador relativamente simple y rentable. [7] El elemento central de un rolleron es un volante de metal que normalmente se coloca en el extremo posterior de una aleta . La rueda tiene muescas cortadas en su circunferencia; estas muescas sobresalen intencionalmente para maximizar su interacción con el flujo de aire. Como tal, mientras el misil está en movimiento a través del aire, la corriente de aire resultante generada hace que el rolleron gire. [8] Los rollerons también se utilizan en los misiles tierra-aire 9M31 y 9M37 de los sistemas de defensa aérea Strela-1 y Strela-10 , donde el primero utiliza cables enrollados en los discos del volante para girarlos en el lanzamiento, mientras que el segundo utiliza un pequeño generador de gas para girar los discos poco antes del lanzamiento. [9] Mientras gira, el volante resiste cualquier fuerza lateral que actúe sobre él, de manera similar a un giroscopio . El beneficio de este movimiento giroscópico es que contrarresta la tendencia indeseable del misil a girar sobre su eje central, estabilizando dinámicamente su vuelo. [7] Además de estabilizar contra el balanceo , también se puede proporcionar un efecto similar para la guiñada y el cabeceo . [1]

Se ha evaluado como considerablemente valioso para misiles que requieren un alto nivel de maniobrabilidad, como los utilizados en combates aéreos de corto alcance entre aviones de combate. [1] Uno de los primeros en adoptar el rolleron fue el AIM-9 Sidewinder , un destacado misil aire-aire . Dichos dispositivos están presentes en sus cuatro alas traseras. Al eliminar las tendencias al balanceo, el rolleron hace que sea considerablemente más fácil para un misil llevar a cabo sus funciones principales, como el seguimiento de objetivos. [7] [10] Además, el rolleron también se ha convertido en una característica típica de los vehículos cohete. [11] [12]

Referencias

  1. ^ abcd Der-Ren Taur; Jeng-Shing Chern (22 de agosto de 2012). "Dinámica de rollerons en aplicaciones de misiles". 24.ª Conferencia sobre mecánica de vuelo atmosférico, 9 de agosto de 1999 - 11 de agosto de 1999. doi : 10.2514/6.1999-4260.
  2. ^ Nason, Martin L.; Brown, Clarence A. Jr.; Rock, Rupert S. (15 de septiembre de 1955). "Una evaluación de un sistema de estabilización de la velocidad de giro para una configuración de misil Canard a números de Mach de 0,9 a 2,3". Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (NACA).
  3. ^ ab Nason, Martin L. (29 de noviembre de 1956). "Un método semigráfico para la determinación de las características de balanceo de misiles equipados con rodillos". Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (NACA).
  4. ^ Clarence A. Brown Jr.; Martin L. Nason (29 de abril de 1954). "Investigación de vuelo para evaluar el sistema de estabilización de la velocidad de alabeo del misil Sidewinder de la estación de pruebas de artillería naval a números de Mach de 0,9 20 2,3". Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (NACA).
  5. ^ Harry B. Porter; Robert A Weinhardt (1970). "US3640484A: Mecanismo de liberación".
  6. ^ Greene, Ronald W. (julio de 1980). "Análisis aerobalístico del ERB/TIGER II: unidad de prueba aerodinámica ATU-2 (SLA R7150J2)". osti.gov. doi :10.2172/5233735. S2CID:  107835834. {{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )
  7. ^ abc Harris, Tom (3 de octubre de 2002). "Explicación de los rodillos". howstuffworks.com . Consultado el 23 de mayo de 2022 .
  8. ^ Henry Spencer ; Steven Kasow. "Rolleron explicó". newsgroup sci.space.tech . Consultado el 23 de mayo de 2022 .
  9. ^ Historia de los misiles guiados electroópticos (PDF) . Hpasp. 2016. p. 17.
  10. ^ "Misil Sidewinder". Smithsonian . Consultado el 23 de mayo de 2022 .
  11. ^ von Bengtson, Kristian (25 de octubre de 2011). "Despegar en el aire". cableado.com.
  12. ^ Munz, Jamie (2013). "Diseño de sistemas mecánicos de un vehículo de vuelo cohete estacionario". espace.library.uq.edu.au.

Enlaces externos