Los flaps son pequeñas superficies conectadas al borde de salida de una superficie de control más grande en un barco o avión , que se utilizan para controlar el ajuste de los controles, es decir, para contrarrestar las fuerzas hidrodinámicas o aerodinámicas y estabilizar el barco o avión en una determinada actitud deseada sin necesidad de que el operador aplique constantemente una fuerza de control. Esto se hace ajustando el ángulo del flap en relación con la superficie más grande.
Al cambiar la posición de una pestaña de centrado, se ajusta la posición neutra o de reposo de una superficie de control (como un elevador o un timón). A medida que cambia la posición deseada de una superficie de control (que corresponde principalmente a diferentes velocidades), una pestaña de centrado ajustable permitirá al operador reducir la fuerza manual necesaria para mantener esa posición (a cero, si así se desea). De este modo, la pestaña de centrado actúa como una pestaña servo . Debido a que el centro de presión de la pestaña de centrado está más alejado del eje de rotación de la superficie de control que el centro de presión de la superficie de control, el momento generado por la pestaña puede coincidir con el momento generado por la superficie de control. La posición de la superficie de control sobre su eje cambiará hasta que los pares de torsión de la superficie de control y la superficie de centrado se equilibren entre sí.
Las embarcaciones que planean o que operan a velocidades cercanas al planeo suelen tener flaps en la unidad inferior del motor o unidos al espejo de popa. Ajustarlos hacia arriba o hacia abajo modifica la actitud de cabeceo de la embarcación mientras está en movimiento, equilibrando de diversas maneras la velocidad, la distribución del peso y las condiciones del mar. [1]
Los compensadores están integrados de diversas formas en el timón , los elevadores y los alerones de un avión de ala fija. Como tales, son elementos del sistema de un avión que permiten al piloto controlar y mantener la velocidad aerodinámica con un mínimo de acciones y concentración mental. Muchos aviones más nuevos, especialmente los aviones a reacción, tienen controles de compensación eléctricos.
El ajuste del elevador libera al piloto de ejercer una fuerza constante sobre los controles de inclinación, ajustando el control de ajuste (a menudo en forma de rueda vertical) para cancelar las fuerzas de control para una determinada velocidad aerodinámica y distribución del peso. Normalmente, cuando se gira esta rueda hacia arriba (o se levanta la palanca), el morro del avión se inclina hacia abajo; al girarla hacia abajo (o presionar la palanca) se baja la cola y se eleva el morro.
Muchos aviones también tienen sistemas de compensación de timón y/o alerones. En algunos, la pestaña de compensación del timón está articulada y se puede ajustar durante el vuelo; en otros, solo se puede ajustar en tierra (para reducir la necesidad de que el piloto presione el pedal del timón constantemente para superar las tendencias de giro a la izquierda de muchos aviones propulsados por hélice).
La mayoría de las aeronaves de ala fija tienen un compensador en el elevador. Sin embargo, a veces se utilizan medios alternativos para controlar la velocidad y la actitud de la aeronave, entre ellos:
Cuando se utiliza una pestaña de servo, se mueve hacia la corriente de aire opuesta a la deflexión deseada de la superficie de control. Por ejemplo, para equilibrar un elevador para mantener el morro abajo, la pestaña de compensación del elevador se elevará hacia arriba en la corriente de aire. La mayor presión sobre la superficie de la pestaña de compensación causada por elevarla desviará entonces toda la placa del elevador ligeramente hacia abajo, haciendo que la cola se eleve y el morro del avión se mueva hacia abajo. [5] En el caso de un avión en el que el despliegue de dispositivos de alta sustentación ( flaps ) alteraría significativamente el equilibrio longitudinal, se dispone una pestaña de compensación suplementaria para desplegarse simultáneamente con los flaps de modo que la actitud de cabeceo no se modifique notablemente.
El uso de flaps reduce significativamente la carga de trabajo de los pilotos durante maniobras continuas (por ejemplo, ascenso sostenido a la altitud después del despegue o descenso antes del aterrizaje), lo que les permite centrar su atención en otras tareas como evitar el tráfico o comunicarse con el control del tráfico aéreo .
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Tanto el ajuste del elevador como el ajuste del cabeceo afectan a la pequeña parte de ajuste del elevador en los aviones de pasajeros a reacción. El primero se supone que se mantiene en una posición determinada durante un tiempo más largo, mientras que el ajuste del cabeceo (controlado con el pulgar del piloto de aterrizaje en el yugo o joystick, y por lo tanto fácil de maniobrar) se utiliza todo el tiempo después de que el piloto en vuelo haya desactivado el piloto automático, especialmente después de cada vez que se bajan los flaps o en cada cambio en la velocidad aerodinámica, en el descenso, la aproximación y el final. El ajuste del elevador se utiliza principalmente para controlar la actitud en crucero por el piloto automático.
Además de reducir la carga de trabajo del piloto, un ajuste adecuado también aumenta la eficiencia del combustible al reducir la resistencia . Por ejemplo, los aviones de hélice tienen tendencia a desviarse cuando operan a alta potencia, por ejemplo al ascender; esto aumenta la resistencia parásita porque la aeronave no vuela en línea recta contra el viento aparente. En tales circunstancias, el uso de un compensador de timón ajustable puede reducir la desviación.
En los aviones militares durante la guerra, las aletas de compensación servían a menudo como sistemas de control de respaldo no intencionados para aviones con controles dañados. Dado que las aletas de compensación suelen estar controladas por su propio sistema dedicado de cables de control, varillas y/o líneas hidráulicas, los aviones que habían sufrido la pérdida de los controles primarios a menudo podían volver a volar a casa "con las aletas de compensación" o utilizando el ajuste de compensación como reemplazo de los controles primarios que no funcionaban. Este tipo de control es eficaz, aunque más lento y limitado que los controles primarios, pero permite controlar y dirigir el avión. En otros casos, como en el caso de una falla del motor o un daño que causaba una resistencia asimétrica, las aletas de compensación eran invaluables para permitir al piloto volar el avión en línea recta sin tener que aplicar una fuerza constante en la palanca o el timón para mantener el avión volando en línea recta.
Los flaps también eran importantes para aviones como los bombarderos, que a menudo sufrían cambios rápidos en el centro de gravedad cuando se lanzaba la bomba, lo que requería una mano preparada en el volante de ajuste de compensación para contrarrestar la tendencia del avión a cabecear hacia arriba o hacia abajo. Realizar descensos a alta velocidad o desplegar flaps también requería generalmente un ajuste de compensación de cabeceo, ya que los aviones de la época tenían diferentes tendencias de cabeceo a diferentes velocidades aerodinámicas y los flaps podían cambiar el centro de presión .
El consumo de combustible podía requerir un ajuste periódico del nivel de combustible durante un vuelo largo, ya que era difícil garantizar que todos los tanques de combustible estuvieran igualmente cerca del centro de gravedad. Un ejemplo extremo fue el posterior P-51 Mustang , al que se le instaló un gran tanque de combustible detrás de la cabina para permitir misiones de largo alcance; a medida que se consumía el combustible de este tanque, era necesario ajustar regularmente el nivel de combustible del elevador.
El diseñador Buckminster Fuller es citado a menudo por su uso de flaps como metáfora del liderazgo y el empoderamiento personal. En la edición de febrero de 1972 de Playboy , Fuller dijo:
Una vez me impactó mucho pensar en lo que un hombrecito podía hacer. Piense en el Queen Mary : todo el barco pasa y luego viene el timón. Y hay una cosa diminuta en el borde del timón llamada aleta de compensación.
Es un timón en miniatura. Con solo mover el pequeño compensador se crea una presión baja que hace girar el timón. No requiere casi ningún esfuerzo. Por eso dije que el pequeño individuo puede ser un compensador. La sociedad piensa que te está pasando de largo, que te ha dejado completamente atrás. Pero si haces cosas dinámicas mentalmente, el hecho es que puedes simplemente poner el pie así y todo el gran barco del estado se irá.
Entonces dije, llámame Trim Tab.
—Buckminster Fuller
El boletín oficial del Instituto Buckminster Fuller se llama "Trimtab". [6]
La metáfora de Fuller recibió considerable atención de los medios en enero de 2019 cuando el actor Jeff Bridges la empleó en su discurso de aceptación del premio Cecil B. DeMille en la 76.ª edición de los Globos de Oro :
Bucky hizo la analogía de que un compensador es un ejemplo de cómo el individuo está conectado a la sociedad y cómo afectamos a la sociedad. Y a mí me gusta pensar en mí mismo como un compensador. Todos somos compensadores. Puede parecer que no estamos a la altura de la tarea, pero lo estamos, hombre. ¡Estamos vivos! ¡Podemos marcar la diferencia! ¡Podemos hacer que este barco vaya en la dirección que queremos! [7]
