INFORME N°5 SUPERFICIES DE CONTROL DE VUELO DEL AVIÓN
Tensión en los cables de superficie de control.
Sección: C14-A
Nombre y apellidos: Josue Guerrero Duran
1. INTRODUCCIÓN: Como es de saber en principio antes de entrar al laboratorio siempre se debe utilizar los de equipos de seguridad. Al entrar al laboratorio el profesor nos dio a conocer el tema que se desarrollaría desarrol laría en el laboratorio que se seria acerca acerc a de las superficies de d e control primario cómo y con medio se logra hacer los movimientos, estos movimientos se lograban por medio de un cable y nos dio a conocer como era la construcción de este, cabe resaltar que estos cables debían tener cierta tensión para el funcionamiento correcto de los controles aunque influía un factor muy importante a tener en consideración en la tensión del cable que era la temperatura.
2. CONCLUSIONES: Para entender mucho mejor los sistemas de control de un avión pasaremos a dar unos conceptos.
Sist Si ste ema de ale lerr one ness Los alerones son las superficies de vuelo situadas en las alas del avión. Se mueven de forma asimétrica y modifican el perfil alar de cada ala, aumentando la sustentación en una y reduciéndola en la otra. Con esta variación de l os perfiles se consigue que la aeronave realice un movimiento de alabeo y rote alrededor de su eje longitudinal. Para mover los alerones, en cabina se debe accionar el mando de vuelo denominado denominado volante o más comúnmente “cuernos”. Del mismo modo que en los automóviles, el giro del volante hacia un lado representa el alabeo de la aeronave en ese mismo sentido de giro. El volante está situado sobre la barra de mando, como se muestra en la Figura 1, y está montado solidariamente a una polea de engranajes. Alrededor de la polea se monta una cadena, similar a las cadenas de transmisión de las bicicletas, que en cada uno de sus dos extremos se une a un cable de acero trenzado. Estos cables de transmisión mecánica se llaman ll aman cables de mando porque transmiten el movimiento de los mandos de control.
Figura 1: Mando de vuelo
Ambos cables de cada volante finalizan su recorr ido en dos poleas solidarias, situadas en los extremos de la barra de torque. Uno de ellos entra en la polea por su parte superior y el otro por su parte inferior. De esta forma, cuando la barra gira en un sentido, una polea tirará de un cable y la otra “empujará” el otro cable, aunque ambas poleas giren en el mismo sentido. Finalmente, los cables de mando llegan hasta una polea con el fin de transmitir el retorno del sistema y de esta forma cerrar el circuito. En la figura 2 se muestra el montaje completo del sistema de alerones descrito.
Figura 2: Esquema completo del sistema de alerones
Sistema de timón de profundidad Las superficies de control del timón de profundidad se encuentran en la parte posterior del estabilizador horizontal de cola. Este estabilizador está en la parte superior de la cola del avión, que es una cola en “T”. El estabili zador horizontal se divide en una parte fija desde su borde de ataque hasta la mitad, denominada plano fijo horizontal, y el resto es su parte móvil trasera, denominada timón de profundidad. El plano fijo horizontal es un perfil de sustentación simétrico, es decir, que tiene la misma curvatura en la parte superior o extradós como en la inferior o intradós. Al accionar los mandos, la parte móvil del plano varía el perfil y produce un ascenso o descenso del morro de la aeronave respecto al s entido de vuelo rectilíneo y alrededor de su eje lateral o transversal. El movimiento que describe se denomina cabeceo. Al estar las superficies tan alejadas del centro de gravedad de la aeronave, el momento de fuerza que genera el timón de profundidad es suficiente para mover toda la aeronave, pese al pequeño tamaño de las superficies implicadas respecto al tamaño de los alerones, por ejemplo:
Para poder controlar este sistema, en cabina se acciona la palanca de mandos. Como vimos en el sistema de alerones, la palanca es la barra sobre la que está montado el volante de mando. Esta barra de control está anclada en el suelo, su movimiento se acciona tirando de ella y/o empujándola en el sentido de vuelo. Al igual que los alerones, este sistema también es mecánico indirecto. En la parte inferior de la barra, debajo del suelo de cabina, la barra conecta con dos cables de acero trenzado, uno de ellos es conducido mediante poleas hasta la col a del avión, mientras que el otro cable se dirige inicialmente hacia el morro de la aeronave y después a través de una polea cambia de sentido y vuelve hacia la parte posterior, también mediante un circuito de cables de mando y poleas, hasta la cola del avión. Como se aprecia en la figura 3, se transmite el movimiento hasta la ubicación del estabilizador horizontal mediante los cables de mando.
Figura 3: Esquema completo del sistema de timones de profundidad.
Sistema de timón de dirección El timón de dirección se encuentra en la cola del avión, en la parte posterior del timón vertical. La superficie de vuelo que se acciona es el timón de dirección, que al moverse a un lado u otro propicia el cambio de dirección de la aeronave, respecto a la dirección de vuelo rectilíneo, girando alrededor de su eje vertical. Este movimiento se denomina guiñada. Desde cabina, el control del timón de dirección se realiza con los pedales, pero a diferencia de los dos sistemas anteriores, solo desde el lado del piloto salen los cables de mando que transmitirán el movimiento a la superficie de vuelo En el caso del timón de dirección es solo una superficie la que se acciona y también se hace mediante una aleta de control.
Pero se combina la transmisión mecánica indirecta con un control energizado hidráulicamente. Desde la parte posterior de los pedales del piloto sal en dos cables de mando, que mediante poleas llegan hasta la cola del avión. Al llegar a este punto, transmiten el movimiento mediante barras a la aleta de control del timón de dirección, que se mueve y provoca el giro de toda la superficie en el sentido contrario. Esta superficie de control es la de mayor área efectiva y por lo tanto es la que mayor resistencia al movimiento ofrece, por eso este sistema dispone de una unidad hidráulica que también puede ser controlada eléctricamente desde cabina para realizar ajustes de trimado.
Figura 4: Esquema completo del sistema de timón de dirección En la figura 4 se pueda apreciar todo el sistema de timón de dirección descrito, desde los pedales de control en cabina hasta la superficie de vuelo en la cola de la aeronave. La ampliación que se aprecia en la imagen muestra con mayor detalle el sistema energizado mencionado. En este caso un sistema hidráulico de apoyo al piloto para el movimiento de los mandos. Este sistema también incluye un control de la dirección de la aeronave en tierra, mediante los pedales y su acción directa sobre el giro de la rueda de morro.
o
Luego de conocer todo esto hay que tener en consideración que se debe tener cierta tensión en lo cables para que los sistemas de control primario funcionen correctamente, además tener en cuenta la temperatura del ambiente para que al momento de aplicarle la tensión a los cables no tengamos problemas después cuando los cables se vean sometidos a altas o bajas temperaturas dependiendo del medio en el cual el avión se encuentre.
Es por ello que para entender todo esto, se pasó a la práctica. El profesor nos dio un tensiómetro con su medidor de diámetro y su tabla de valores para ver a cuantas libras de tensión estaba sometido dicho cable. Pero antes de esto el profesor nos dio una tabla grafica donde especificaba la tensión requerida para cada temperatura. Además de esto nos dio unas temperaturas y nos dijo que interpretáramos la gráfica para saber cuál es la tensión requerida para cada una, luego al final compararíamos los valores obtenidos del tensiómetro con los valores sacados de la t abla y recomendar si se debería aumentar o disminuir la tensión.
PRI MER O HALLAREMOS LAS DIF RE NTES TENSIONE S EN CADA UNA DE LAS TEMPE RATURAS DADAS.
Grupo 4: Usando un cable de 1/16 y 1/8 de diámetro. ¿Encuentre el valor de tensión del cable de acuerdo al N° de cable, temperatura y soporte que utilizó?
Imagen 1: Valores de tensión con respecto a la t emperatura en Fahrenheit TEMPERATURA EN F° - 10 °F - 60 °F - 45 °F + 25 °F + 95 °F + 100°F
Cable de 1/16 de diámetro 15 libras 10 libras 10 libras 18 libras 20 liras 29 libras
Cable de 1/8 de diámetro. 30 libras 20 libras 22 libras 45 libras 51 libras 75 libras
ME DI CI ON DE LAS CUE RDAS E N E L LAB ORATORI O CON E L TENSIOMETRO.
Para llevar a cabo esta experimentación el profesor nos dio un kit con el tensiómetro más con su tabla de valores y sus medidas para cables.
Imagen 2: Tensiómetro y su
Imagen 3: Medidor de
Imagen 3: Tabla de valores para
kit de medición.
diametros en un cable.
hallar la tensión con los valores dados por el tensiometro.
Diámetros de cables 1/16(1) 1/16(2) 1/8(1) 1/8(2)
Valores dados por el tensiómetro 20 18 8 59
Tensión obtenida de los valores. 40 libras 35 libras 15 libras 180 libras
Cabe resaltar que esta experimentación se hizo a temperatura ambiente de (68 F°)
COMPARACIÓN:
Si la comparación anterior está a 68 F° entonces habrá que comparar con este valor.
Diámetros de cables
Tensión requerida con respecto a la temperatura de 68 F°
1/16 1/8
23 libras 60 libras
Tensión obtenida de un cable en el laboratorio a 68F° 35 libras (2) 180 libras (2)
Esto nos quiere decir que habría que desajustar el cable en ambos casos debido a que la primera de 1/16 de diámetro de cable excede unas 12 libras y el segundo de 1/8 de diámetro de cable excede unos 120 libras demás de lo requerido.
3. CUESTIONARIO 1)Analice el trabajo de cada una
de las superficies controles de vuelo primario y explique su relación con el viento relativo y los ejes de control del avión. La función que cumple cada uno de los controles de vuelo primario es:
los alerones: Realiza maniobras o movimientos sobre el eje longitudinal manteniendo el equilibrio sobre este, el flujo de aire que pasa por los alerones hace que por ejemplo cuando el alerón derecho baja genera sustentación y a su vez el alerón izquierdo sube el alerón este a su vez pierde la sustentación, como consecuencia de este comportamiento hace que el avión gire a través de su eje longitudinal (a la izquierda). Los elevadores: Estos cumplen la función de hacer que el avión haga movimientos de cabeceo, mantienen el equilibrio sobre el eje transversal, al bajar los alerones, el flujo de aire hace que genere más sustentación en esta parte del avión, pero en su eje trasversal con intersección en el centro de gravedad hace que este movimiento se traduzca en un movimiento de nariz del avión que tiende a bajar. Timón de dirección: Este control nos permite maniobrar al avión y mantener el equilibrio sobre el eje vertical. La fuerza del flujo de aire hace que cuando el timón de dirección se mueva hacia la derecha el avión se ira a la derecha, como se dijo todo esto se hace sobre su eje vertical con intersección en el centro de gravedad.
2)Como se puede determinar la tensión de
un cable de control de vuelo
primario Primero, se debe determinar el diámetro del cable, luego saber a qué temperatura está y enseguida, pasar a medir con el tensiómetro luego tomar el valor arrojado por el tensiómetro y compararlo con su tabla de valores y se determina la tensión en libras. 3)Investigue los modelos de cables de control de vuelo
de un avión y
explique su clasificación. Estan echos de Acero galvanizado o Acero inoxidable resistente a la corrosión 4)Investigue sobre el trabajo de regulación de cables de control. ¿Por qué
no existe en los manuales aprobados un valor específico de tensión para cada tipo de cable? Esto se hace como una medida de seguridad, debido a que por ejemplo algunos fabricantes pueden decir este cable resiste tal tensión, pero en realidad ese valor que dieron no es la que soporta en si el cable, si no soporta una mayor tensión al valor dado. Como dije esto se hace como una medida de seguridad sobre todo en la avi ación.
